大气循环泛指大气层物质和热量的循环性流动。形成大气循环的主因是阳光辐射到地球表面的热能，大气循环的主要形态是大气对流。理论上，太阳光加热了地球表面，赤道附近的热空气上升，从高空分流向地球的两极，热空气在向两极地区运动的过程中逐渐释放出所携带的热量而变冷变重，下降到地面之后又从两极吹回到赤道，周而复始，从而形成了大气的全球性对流即大气循环。大气循环是完成地球大气系统角动量、热量和水分的输送和平衡，以及各种能量间的相互转换的重要机制，又同时是这些物理量输送、平衡和转换的重要结果。大气对流在局部地区也会形成。大气循环使地球表面层温度趋于热平衡状态，是气候和气象变化的导因，但是许多污染物如二氧化硫、氯氟烃等也会随着大气对流扩散到很远的地方。因此，研究大气循环的特征及其形成、维持、变化和作用，掌握其演变规律，不仅是人类认识自然的不可少的重要组成部分，而且还将有利于改进和提高天气预报的准确率，有利于探索全球气候变化，以及更有效地利用气候资源。
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