主题:氣象/特色條目
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水循环是指水由地球不同的地方透过吸收太阳以来的能量转变存在的模式到地球中另一些地方，例如：地面的水份被太阳蒸发成为空气中的水蒸气。而水在地球的存在模式包括有固态、液态和气态。而地球中的水多数存在于大气层中、地面、地底、湖泊、河流及海洋中。 水会透过一些物理作用，例如：蒸发、降水、渗透、表面的流动和表底下流动等，由一个地方移动至另一个地方。如水由河川流动至海洋。
水循環指水在一個既沒有起點亦沒有終點的循環中不斷移動或改變存在的模式。當水在地球中移動時，將會在氣態、固態和液態，三個狀態中不斷轉變。水由一個地方移動至另一個地方所需的時間可以秒作單位，亦可以是數以千年計。而地球中的總水量約為1.37 X 109 km3，其中以包含海洋的含水量。而儘管水在水循環中不斷改變，但地球的含水量基本不變。
水會透過各種物理變化或生物物理變化而達成移動。而蒸餾和降水在整個水循環中擔當一個非常重要的角色，這兩個過程於每年令505,000 km3的水產生移動。它們亦令地球中大部份水產生移動。河流所帶動的水流只屬於中等，而由冰直接昇華至水蒸氣更是非常少。
天气图（英語：weather chart）是将特定地区某段时间的气象要素表现在地图上，能够帮助阅读者掌握天气状况。天气图的创始者包括威廉·瑞德菲尔（William Redfield）、威廉·瑞德（William Reid）、艾力亚斯·卢米斯（Elias Loomis）、以及法兰西斯·高顿（Francis Galton），他们为了研究出一套关于暴风系统的理论，而制作出了第一张天气图。天气图是测量或追踪各种相关数值，例如气压、温度、云量等，再将之描绘在地图上。天气图上通常会标注各种记号，以代表云量、降水，或其他重要资讯。举例来说，一个「H」符号代表高气压，将能够判定当地应该会有稳定的天气。而一个「L」记号则代表了低气压，通常会带来降水与不稳定的天气。此外，航空所用的天气图经常会包含湍流和大气结冰的记号。
高速气流，或称喷射气流、高空急流（英语：Jet Stream），是行星尺度的大气环流。在地球上，指数条围绕地球的强而窄的高速气流带，集中在对流层顶，在中高纬西风带内或在低纬度地区都可出现。其水平长度达上万公里，宽数百公里，厚数公里。中心风速有时可达每小时200至300公里的偏西风，而且可以有一个或多个风速极大中心，具有强大的水平风切变和垂直风切变。高速气流附近亦有强大风切变，这也是所谓飞机上的乱流。
喷射气流是第二次世界大战时，美国B-29轰炸机在日本进行轰炸时无意中发现的。当时自美军基地起飞，朝向日本群岛向西飞的B-29轰炸机的机员曾发觉某种奇妙的现象，即在引擎正常运作而没有机械故障的征兆下，仪器的指针却显示飞机的移动速度很慢。经研究后才发现，日本上空有一道喷射气流由西向东一直到美洲。在高空中以数百公里时速由西向东吹的喷流会大大减低飞机前进的速度。因此从亚洲飞往北美和加拿大的航机多会取道这高速气流带，以缩短航程和节省燃油，而回程则可能会取道北极航线 。
极地高空急流一般出现在大气层250百帕，即海拔7至12公里（23,000至39,000英尺）处。更弱的亚热带高空急流的高度（英語：altitude）更高，海拔10至16公里（33,000至52,000英尺）。夏季，北半球极地急流偏北；冬季，北半球极地急流偏南。高空急流的宽度为数百公里(千米)，厚度小于5km。
高空急流的路径为曲流形状，曲流的形状自西向东传播，但速度（即“相速度”）要大大小于实际风速。环绕地球的高空急流一般有4-5个大尺度的罗斯贝波，这是由地球自转的科氏力（英語：Coriolis Force）导致的。高空急流的曲流发展，最终会形成与高空急流脱离的单独的气旋与反气旋。
高空急流的风速超过每小時90km，最大记录是每小時398km。
龙卷风，又称龙卷、卷风，是一种相当猛烈的天气现象，由快速旋转并造成直立中空管状的气流形成。龙卷风大小不一，但形状一般都呈上大下小的漏斗状，“漏斗”上接积雨云（极少数情况下为积云），下部一般与地面接触并且常被灰尘或碎片残骸等包围。
多数龙卷风直径约75米，风速在每小时64千米至177千米之间，可横扫数千米。还有一些龙卷风风速可超过每小时480千米，直径达1.6千米以上，移动路径超过100千米。
虽然除南极洲外的每块大陆都有龙卷风，但美国遭受的龙卷风比任何国家或地区都多。除此之外，龙卷风在加拿大南部、亚洲中南部和东部、南美洲中东部、非洲南部、欧洲西北部和东南部、澳大利亚西部和东南部以及新西兰等地区皆常出现。
龙卷风的强度等级由藤田級數（或称“藤田皮尔森龙卷等级”）和改良藤田級數划分，可由高解析度多普勒雷达的数据或摄影测量法得到。需要注意的是，龙卷风的强度并不能描述任何大小和宽度的龙卷风。
龙卷风的破坏力由小到大，可按藤田級數划分为F0至F5级，也可按改进型藤田级数划分为EF0到EF5级6个等级。EF0级的龙卷风可能只会损伤树木，对较为结实的建筑没有影响，但EF5级的龙卷风就可能把建筑物吹得只剩下地基，甚至让高大的摩天大楼扭曲起来。
此外，相类似的TORRO分级法将龙卷风分为T0至T11共12个等级，T0级表示极其弱的龙卷风，T11级代表已知的最强的龙卷风。
天气预报（测）或气象预报（测）是使用现代科学技术对未来某一地点地球大气层的状态进行预测。从史前人类就已经开始对天气进行预测来相应地安排其工作与生活（比如农业生产、军事行动等等）。今天的天气预报主要是使用收集大量的数据（气温、湿度、风向和风速、气压等等），然后使用目前对大气过程的认识（气象学）来确定未来空气变化。由于大气过程的混乱以及今天科学并没有最终透彻地了解大气过程，因此天气预报总是有一定误差的。
从17世纪开始科学家开始使用科学仪器（比如气压表）来测量天气状态，并使用这些数据来做天气预报。但很长时间里人们只能使用当地的气象数据来做天气预报，因为当时人们无法快速地将数据传递到远处。1837年电报被发明后人们才能够使用大面积的气象数据来做天气预报。20世纪气象学发展迅速。人类对大气过程的了解也越来越明确。1970年代数字化天气预测随电脑技术发展出现并且发展迅速，今天成为天气预报最主要的方式。
在数据同化的过程中被采集的数据与用来做预报的数字模型结合在一起来产生气象分析。其结果是目前大气状态的最好估计，它是一个三维的温度、湿度、气压和风速、风向的表示。
数字天气预报是使用电脑来模拟大气。它使用数据同化的结果作为其出发点，按照今天物理学和流体力学的结果来计算大气随时间的变化。由于流体力学的方程组非常复杂，因此只有使用超级计算机才能够进行数字天气预报。这个模型计算的输出是天气预报的基础。
公众是天气预报的一个主要用户。不但天气灾害如冰雹、飓风等等对公众生活有巨大的影响和威胁，即使日常生活、节假日安排、穿衣等等也要依靠天气预报。电视、广播、报纸、因特网中均有对公众的天气预报服务。
闪电，在大气科学中指大气中的强放电现象。在夏季的雷雨天气，雷电现象较为常见。它的发生与云层中气流的运动强度有关。有资料显示，冬季下雪时也可能发生雷电现象，即雷雪，但是发生机会相当微小。若有严重的火山爆发时，或是原子弹爆炸产生昙状云，空中可能因短路而发生闪电。
闪电的放电作用通常会产生电光。雷电起因一般被认为是云层内的各种微粒因为碰撞摩擦而积累电荷，当电荷的量达到一定的水平，等效于云层间或者云层与大地之间的电压达到或超过某个特定的值时，会因为局部电场强度达到或超过当时条件下空气的电击穿强度从而引起放电。空气中的电力经过放电作用急速地将空气加热、膨胀，因膨胀而被压缩成等离子，再而产生了闪电的特殊构件雷（冲击波的声音）。目前对于放电具体过程的认识还不能透彻明白，一般被认为和长间隙击穿的现象相类似。
闪电的电流很大，其峰值一般能达到几万安培，但是其持续的时间很短，一般只有几十微秒。所以闪电电流的能量不如想象的那么巨大。不过雷电电流的功率很大，对建筑物和其他设备尤其是电器设备的破坏十分巨大，所以需要安装避雷针或避雷器等以在一定程度上保护这些建筑和设备的安全。
按闪电在空气中发生的部位，大概可分为云中、云间或云地之间三大种类放电。云中放电占闪电的绝大多数，云地之间放电者则是对人类的生产和生活产生影响的主要形式。