氣候學/氣壓
大氣是圍繞地球的氣體包層。它主要由無色無味的氮氣、氧氣、二氧化碳等氣體組成。氣壓可以定義為大氣在給定時間和地點施加的力。通常用毫巴（mb）表示。大氣壓由位於某一高度或表面上方的一列空氣的質量決定。空氣的壓力升高或降低是由各種因素決定的。大氣壓是乾燥空氣對特定地點或表面施加的力。幹空氣柱由於自身的質量而導致增壓。上方的空氣對較低層施加壓力，也稱為氣壓。大氣壓隨海平面/地表上方高度的增加而迅速下降。
第一個大氣壓測量儀器是1643 年由E. Torricelliin 發明的。在托里拆利氣壓計中，使用的是水銀。一英寸水銀壓力相當於海平面約33.8639 毫巴。氣壓圖透過等壓線（連線具有相同氣壓的地點的線）顯示。
大氣壓梯度是指等壓線圖上任意區域的線上兩地點之間單位距離上的氣壓變化。沿垂直於等壓線的線觀察到最大的氣壓梯度。當等壓線間距很小時，氣壓梯度更大，但當間距很大時，氣壓梯度就更小。
大氣壓從一個地方到另一個地方，從一個時間到另一個時間都是不同的。根據時間，可以觀察到晝夜和季節變化。
氣壓的週期性變化每天都會觀察到。每天都會出現兩次高氣壓和兩次低氣壓。高點出現在上午 10 點和晚上 10 點，而低氣壓出現在下午 4 點和凌晨 4 點。這也被稱為氣壓變化中的半日觀測。這是因為它們之間相差 12 小時。可以透過計算長時間內觀察到的每小時平均壓力來找出每日氣壓的變化。日照、加熱、冷卻和輻射是造成氣壓晝夜變化的因素。
特定地區接收到的日照量因季節而異。由於這種差異，會發現大氣壓的季節或年度變化。特定地區接收到的日照量因季節而異。由於這種差異，會發現大氣壓的季節或年度變化。
有三個主要因素影響氣壓。它們是氣溫、海拔和溼度。簡稱為TAM。
- 溫度 (T)
- 海拔 (A)
- 溼度 (M)
大氣壓因地點和季節而異。它在地球上的分佈並不均勻。在兩個方面都有變化：--
- 垂直
- 水平
空氣是可壓縮的。與大氣上層相比，其密度在較低層更大。大氣壓隨高度的增加而降低。大氣的垂直分佈受溫度、水蒸氣和海拔的影響。在較高海拔，大氣變得稀薄，分子間空間更大。
地球上的大氣壓分佈解釋了緯度。地球表面的氣壓分佈透過等壓線表示。等壓線是透過等壓點繪製的線。這被認為是大氣壓的水平分佈。壓力帶的分佈非常明顯且可分類。根據不同帶的特徵，它們被分為四組：--
- 赤道低壓帶
- 副熱帶高壓帶
- 副極地低壓帶
- 極地高壓帶
最後三個帶都有兩種情況 - 北半球和南半球。事實上，第一個帶也有兩種情況，但赤道低壓的南北情況形成一個帶。這就是為什麼它被稱為一個。
赤道帶從北緯 10° 到南緯 10°延伸。這是一個熱力誘導帶，因為由於太陽的垂直光線，這裡全年的氣溫都非常高。該帶的平均壓力小於 1013 毫巴，但在東半球通常小於 1009 毫巴。幾乎沒有水平風運動，平靜的狀態被稱為無風帶。來自兩個半球高壓帶的匯聚風導致了一個匯聚區。它被稱為熱帶輻合帶 (ITCZ)。從赤道低壓上升的空氣到達對流層上部，並被拉向極地。到達熱帶地區後，空氣從南北半球的 200 到 350 緯度下降。這是由於空氣的冷卻造成的。冷空氣較重。
這些帶狀區域從赤道南北緯20°到35°之間延伸，位於南北迴歸線之間。在這個區域，來自高層對流層的空氣下沉。風向赤道方向移動，以填補低氣壓帶上升氣流產生的暫時真空/間隙。因此，一個大氣環流系統形成，空氣在赤道上升 - 向極地移動 - 由於冷卻而下降 - 變重 - 在副熱帶高壓帶下降 - 最終向赤道移動以填補上升氣流造成的間隙。這個環流系統（圓周運動）被稱為哈德利環流。在這個區域形成平靜微弱的風，被稱為馬緯度。在早期，帶有馬匹貨物的帆船在如此平靜的條件下航行非常困難。為了減輕船隻的負擔，馬匹被扔進海里。
這些帶狀區域位於南北緯50°到70°之間。它們形成的原因是，來自副熱帶高壓帶（西風帶）和極地高壓帶（東風帶）的風匯聚，導致空氣上升。從副熱帶高壓帶移動到副極地低壓帶 - 上升 - 冷卻 - 向赤道方向偏轉 - 在副熱帶高壓帶下降 - 形成一個環流（迴圈運動），被稱為費雷爾環流。在冬季，由於陸地和海洋之間存在很大的溫度差異，這個帶狀區域在北半球被分成兩個低壓中心，一個位於阿留申群島附近，另一個位於冰島和格陵蘭之間。在夏季，這種差異較小。
由於極地溫度極低，在兩個極地地區都存在高壓。這種寒冷的氣候條件本身是由太陽光線在極地傾斜照射造成的。在這些壓力帶中，熱力因素比動力因素更重要。來自極地的空氣 - 在副極地低壓帶上升 - 最終被推向極地並在極地高壓帶下降。這也形成一個被稱為極地環流的環流系統。
控制全球氣壓帶系統的兩個主要因素如下：--
- 熱力因素
- 動力因素
赤道地區全年接收強烈的太陽能量。極地地區全年極度寒冷，因為太陽光線傾斜照射，效率較低。赤道地區更多的太陽能量導致空氣膨脹，從而形成低氣壓。在極地，由於極度寒冷，空氣非常冷，因此觀察到高氣壓。因此，赤道低壓和極地高壓的形成是由熱力因素造成的。這就是為什麼它們被稱為熱力誘導的氣壓帶。
赤道低壓和極地高壓可以透過熱力因素來解釋。但是副熱帶高壓和副極地低壓不能用熱力解釋。從赤道低壓帶上升的暖空氣被推向極地，由於冷卻而沉降在熱帶地區。這被認為是副熱帶高壓形成的動力因素。風從副熱帶高壓帶吹向赤道低壓帶，以及向極地方向吹去。由於極地存在熱力誘導的高壓，這兩種風在副極地低壓帶，即南北緯50度到70度之間相遇。因此，副極地低壓也具有動力來源。
地球的自轉軸相對於水平面傾斜66°30'。地球沿著這個傾斜的軸線繞太陽公轉。因此，地球繞太陽執行的軌道呈橢圓形。3月21日和9月22日，太陽光線垂直照射赤道。這種情況被稱為春分。春分意味著全球白天和黑夜一樣長。來自南北半球的風在赤道匯聚。這就是赤道輻合帶 (ITCZ)。3月21日之後，北半球開始向太陽傾斜。1月是南半球的夏季，澳大利亞、非洲和南美洲大陸比較暖和。這些地區形成明顯的低壓帶。太陽光線垂直照射北半球，標誌著能量增加。
這種能量加熱了地區/空氣。因此，赤道輻合帶沿著熱力赤道向北移動。由於赤道輻合帶是溫度誘導的低壓帶（之前已經討論過），赤道輻合帶的移動標誌著所有氣壓帶向北移動。太陽光線在6月22日達到最北端，北半球在7月接收到的有效平均能量達到峰值。赤道輻合帶最北端的移動距離赤道25度。陸地比水體/海洋升溫快得多，也記錄到更高的溫度。陸地上積累了更多有效能量，赤道輻合帶也傾向於更多地偏離陸地。6月22日之後，赤道輻合帶開始後退，太陽光線在9月22日再次垂直照射赤道。之後，南半球開始向太陽傾斜。南半球的情況與之前討論的北半球相同。12月21日，太陽光線垂直照射南迴歸線。此後，太陽光線開始向北移動，並在3月21日再次到達赤道。
6月下旬，太陽光線直射北迴歸線。此後，太陽光線開始向南移動。7月是北半球最熱的月份。從3月最後一週開始，太陽光線傾斜角度向北移動，導致北半球氣溫升高。赤道輻合帶持續向北移動。在亞洲大部分陸地上，它的最北端移動距離赤道25度。赤道輻合帶向北移動，但在太平洋和大西洋的廣闊水體上移動幅度最小。太陽光線向北移動的有效性在7月達到峰值，因為這是北半球最熱的月份，而南半球在7月經歷最冷的條件。
9月下旬，太陽光線開始垂直照射南半球。隨著時間的推移，南半球太陽輻射的有效性增加，而北半球太陽輻射的有效性則同時下降。這是因為太陽光線在北半球傾斜照射。氣溫升高導致高氣壓區域變成低氣壓區域。連續的廣闊高氣壓帶僅限於太平洋、大西洋和印度洋的南部地區。與7月相比，副極地低壓帶也縮窄。因此，與7月相比，1月北半球的情況正好相反。這一切都是由於地球繞太陽公轉導致的季節變化。一個巨大的區域受到高氣壓的影響。