Существуют три основных цикла атмосферных процессов, определяющих
климат. Это так называемые климатообразующие процессы - теплооборот,
влагооборот и
атмосферная циркуляция.
Теплооборот, создающий тепловой режим атмосферы, состоит в
следующем.
Сквозь атмосферу проходит поток солнечной радиации. Атмосфера
частично поглощает солнечные лучи, преобразуя их энергию в теплоту,
частично рассеивает их, изменяя по качеству (спектральному составу);
частично лучи отражаются назад облаками, атмосферным воздухом и
примесями.
Прямая солнечная радиация, прошедшая сквозь атмосферу, и рассеянная
радиация, падая на земную поверхность, частично от нее отражаются,
но в большей части поглощаются ею и нагревают верхние слои почвы и
водоемов. Земная поверхность сама испускает невидимую инфракрасную
радиацию, которая в большей части поглощается атмосферой и нагревает
ее. Атмосфера, в свою очередь, излучает инфракрасную радиацию,
большая часть которой поглощается земной поверхностью. В то же время
земная и атмосферная радиация непрерывно уходит за пределы атмосферы
вместе с отраженной солнечной радиацией, уравновешивая приток
солнечной радиации к Земле.
Кроме обмена тепла путем излучения, между земной поверхностью и
атмосферой происходит обмен тепла путем теплопроводности. В передаче
тепла внутри атмосферы особенно важную роль играет перемешивание
воздуха в вертикальном направлении. Значительная часть тепла,
поступающего на земную поверхность, затрачивается еще на испарение
воды, переходя в скрытую форму. Потом, при конденсации водяного пара
в атмосфере, это тепло, выделяясь, идет на нагревание воздуха.
Температура воздуха, постоянно ощущаемая как тепло или холод, имеет
важнейшее значение для жизни на Земле вообще, для жизни и
хозяйственной деятельности людей в частности. Температура воздуха
изменяется в течение суток и в течение года в зависимости от
вращения Земли и связанных с ним изменений в притоке солнечной
радиации. Но она изменяется и нерегулярно, непериодически, в связи с воздушными течениями, направленными
из одних мест Земли в другие. Распределение температуры воздуха по
земному шару в основном зависит от общих условий притока солнечной
радиации по широтам, от распределения суши и моря, которые
по-разному поглощают радиацию и по-разному нагреваются, и, наконец,
от воздушных течений, переносящих воздух из одних областей Земли в
другие.