在我們的地球周?chē)粚雍窈竦拇髿鈱?，地球大氣層的厚度可以達(dá)到2000至3000千米左右。當(dāng)然地球并不是唯一擁有大氣層的行星，太陽(yáng)系中的類(lèi)地行星，如金星和火星都擁有大氣層。雖然金星、地球和火星都擁有大氣層，但是大氣壓差異極大，金星大氣壓差不多是地球大氣壓的92倍，而火星大氣壓則不足地球大氣壓的1%，地球適當(dāng)?shù)捏w積和質(zhì)量，形成了適宜的大氣層。

“熱力環(huán)流”中的空氣運(yùn)動(dòng)

根據(jù)地球大氣層的溫度及其他物理性狀的變化，我們可以劃分成若干層，最簡(jiǎn)單的劃分是三層，從地面到高空分別是對(duì)流層、平流層和高層大氣。我們?nèi)祟?lèi)就生活在對(duì)流層底部，對(duì)流層集中了幾乎整個(gè)大氣質(zhì)量的75%，以及幾乎全部的水汽和塵埃，我們所能見(jiàn)到的雨雪等天氣現(xiàn)象幾乎都發(fā)生在對(duì)流層中。地球的大氣層并不是一潭死水靜止不動(dòng)的，而是處在不停的運(yùn)動(dòng)之中，“熱力環(huán)流”是大氣運(yùn)動(dòng)的最簡(jiǎn)單形式。

全球年太陽(yáng)輻射總量分布圖

熱力環(huán)流是指由于地表冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，在一個(gè)完整的熱力環(huán)流中，包括空氣的上升運(yùn)動(dòng)、空氣的下沉運(yùn)動(dòng)、高空空氣的水平運(yùn)動(dòng)和近地面空氣的水平運(yùn)動(dòng)等四類(lèi)運(yùn)動(dòng)形式。我們發(fā)現(xiàn)，在熱力環(huán)流中總是高空空氣比近地面空氣先開(kāi)始水平運(yùn)動(dòng)，這是為什么呢？為了探究這個(gè)問(wèn)題，我們需要從熱力環(huán)流是怎么產(chǎn)生的開(kāi)始講起。

熱力環(huán)流示意圖一

我們可以假設(shè)一個(gè)地表狀況完全均一的陸地表面，這個(gè)區(qū)域中近地面各處的氣溫完全相同，那么此時(shí)區(qū)域內(nèi)各個(gè)高度的氣壓都是相同的，空氣處于相對(duì)靜止的狀態(tài)，我們可以理解為空氣沒(méi)有運(yùn)動(dòng)。我們?cè)趨^(qū)域內(nèi)近地面設(shè)定A和B兩個(gè)地點(diǎn)，那么此時(shí)A、B兩地的氣壓相同，也就是壓在A、B兩地上方的空氣柱質(zhì)量相同，同時(shí)從A、B兩地往高空，各個(gè)海拔高度兩地的氣壓也是相同的，我們?nèi)「呖盏哪骋晃恢?，設(shè)置A1和B1，此時(shí)A1、B1兩地的氣壓也是相同的。

熱力環(huán)流示意圖二

接下來(lái)，我們假設(shè)A地受熱，而B(niǎo)地受冷，那么A地上方的空氣就會(huì)由于受熱膨脹，而作上升運(yùn)動(dòng)；B地上方的空氣就會(huì)由于受冷冷卻，而作下沉運(yùn)動(dòng)。此時(shí)我們?cè)賮?lái)比較A、B兩地的近地面氣壓，壓在它們上方的空氣柱質(zhì)量，并不會(huì)因?yàn)樯仙蛳鲁吝\(yùn)動(dòng)而變化，也就是說(shuō)A、B兩地的氣壓是相同的，所以近地面不會(huì)產(chǎn)生空氣水平運(yùn)動(dòng)。而A、B兩地高空，很明顯A1處由于下方空氣上升，在其上方的空氣柱質(zhì)量會(huì)增加，氣壓會(huì)增大，B1處由于上方空氣下沉，在其上方的空氣柱質(zhì)量會(huì)減少，氣壓會(huì)減小。

熱力環(huán)流示意圖三

這樣一來(lái)，高空A1氣壓會(huì)大于B1氣壓，從而使得空氣從A1流向B1，而一旦空氣從A地上空流出，而流入到B地上空，那么在近地面B處氣壓就會(huì)大于A處氣壓，從而促使近地面空氣從B地流向A地。至此，就形成了熱力環(huán)流，空氣循環(huán)運(yùn)動(dòng)，首尾就難以尋找了?！盁崃Νh(huán)流”現(xiàn)象在日常生活中十分常見(jiàn)，比如海陸風(fēng)、山谷風(fēng)和城市風(fēng)，都是由于地表冷熱不均而形成的熱力環(huán)流。

熱力環(huán)流示意圖四