【知识探究】斜压位能与温气发展的关系

由于空气密度取决于空气温度，所以理想大气的等温面和等压面是平行且一致的。我们称作这种大气为正压大气。
然而在中高纬度或西风带中，天气扰动活跃，当一个等压面上的气团受扰动移至另一个等压面上，斜压就形成了。因此斜压大气就是等温面与等压面相交的大气

实线为等压线
虚线为等温线

从高压指向低压的力我们称作气压梯度力，这是大气动力学最基本的力之一，气压梯度力形成了风。若地球不自转，且A地位于高压西侧，低压东侧，则A地盛行东风。
然而地球自转产生了角动量，地球自转角动量的2倍就是地转参数（或行星涡度）。若设地转参数为f,自转角动量为w，则有f=2w。又因为角动量与交角大小有关，在地球上，纬度就是表示与赤道面的交角，所以w=ΩsinV（Ω为自转角速度，V为纬度且南半球为负，北半球为正）所以f=2ΩsinV。由此可见地转参数（行星涡度）与纬度有关（因为地球自转各量不变）。于是在赤道无地转涡度，而两极的地转参数最大。由于地转偏向力的存在，所以梯度风会向右偏转，逐渐与等压线平行，这个过程叫做地转风平衡。因此A地的风（不在赤道）会变为南到东南风。同理，低压中心为气旋（正涡度），高压中心为反气旋（负涡度）。由于摩擦力的存在，地砖平衡并不现实，在海面会产生15°交角，地面更大，于是气旋产生地面水平辐合，反气旋相反。
在所有气旋当中，大多数是有锋面的，称之为有锋气旋。而也有一部分为无锋面的，例如热力形成的热低压，还有热带气旋。当然也包括较小尺度的龙卷风和中气旋。
温带气旋就是最常见的有锋气旋，和热带气旋一样，一年四季都能出现，其中冬春最多。温带气旋按照强度由小到大可依次分为温带低压、温带气旋、强温带气旋和炸弹低气压。按照地域可分为江淮气旋、黄河气旋、黄海气旋、蒙古气旋等等。
南京处于江淮气旋直接影响和黄河黄海气旋间接影响中。春季每周1次的弱江淮气旋将会产生连绵的降雨

由于热带赤道地区地面接收的短波辐射远远大于中高纬地区。所以在下垫面的加热过程中，其上方对流层（尤其是大气边界层）温度基本随着纬度增大而减小。由于空气密度与温度与比湿有关，即暖湿空气低密度，干冷空气高密度。所以赤道地区对流层中上部（400-500HPA等压面以上）气压梯度（或位势梯度）指向两极，于是产生了高空自南向北的气流。而由于地转偏向力的作用，在气流向北的过程中，由于地转偏向力逐渐加大，气流逐渐转为西南到偏西风（北半球）。于是空气就在30N附近对流层中上层发生水平辐合，质量辐合下地面空气发生辐散，一部分向南流向赤道，形成了循环，这个过程称为Hadly环流。当气流从副热带向赤道流去之时，受地转偏向力影响转为东北（南）风，而由于纬度较低，季节变化不明显，所以这两支稳定的风带被称为北半球东北信风风带和南半球东南信风带，两支信风交织的地区称为热带辐合带（ITCZ）
而极地长期地面接受的短波辐射较少而且大部分被白雪所反射，所以极地的热量是亏损的。于是极地近地面即对流层下部气压较高，于是形成了指向赤道的气压梯度。所以在中高纬度近地面和对流层下部为从极地而来的偏北气流，由于地转偏向力的作用，转为东北风，并逐渐与等压线平行（地转平衡）。由于近地面和对流层下部气流辐合，产生上升气流，并且在高空辐散。高空向北的辐散气流由于高空气压梯度力指向极地，所以产生了向两极流去的气流。并且循环，被称为极地环流，极地环流和hadly环流一样被称为直接环流。
锋面就诞生在这两个环流圈的交界处。hadly环流在副热带地面辐散的气流向一部分南回流，而另一部分向北则与极地环流交汇，多锋生活动，被称作极锋锋区。而极地环流在高空辐散，向南的部分在对流层上层与hadly环流在副热带交汇，形成了副热带锋区。
锋面就是两个属性不同的气团交汇形成的有一定斜度的密度不连续面（实际上是连续的，只不过锋面十分狭窄，温度梯度极大，在比例尺较小的图上锋面的等密度线（垂直剖面）似乎不连续）。
由于冷空气下沉暖空气上升（这里的冷暖空气都是相对而言的，下同）所以锋面附近都有暖空气向冷空气高空上升，形成辐合以及上升气流，由于冷锋坡度较大，所以上升气流相对猛烈。也因为这个原因，在冷锋前、暖锋后有雾出现。
热成风就是因为温度（厚度）梯度产生的高低层风矢量差，如果温度梯度大，那么气压梯度也相对较大，梯度风和热成风也较大，所以锋面附近风也不小。