Атмосфера сипаты барлық жерде бірдей емес үздіксіз қозғалыста болып тұрады. Атмосфераның үш төменгі қабаты тропосфера, стратосфера және мезосфера – ауаның жалпы циркуляциясымен біріккен ауа ағымдарының жиынтығы. Жоғарыда жатқан қабаттар – термосфера мен экзосфера – төменгі қабаттармен байланысы болғанымен – күшті сиреген ауа қозғалысының үлкен ерекшеліктеріне ие болады. Бүкіл атмосфераның жалпы циркуляциясы әзірге өте аз зерттелген. Атмосфераның жер бетіндегі табиғатқа ықпалы жағынан анағұрлым маңызды бүкіл осы қабатын қамтитын ауа ағымдарының күрделі системасы болып келетін тропосфера циркуляциясы барлығынан жақсы мәлім. Тропосфераның жалпы циркуляциясы — бүкіл атмосфераның циркуляциясының негізгі бөлігі. Соны біз негізінен алғанда қарастыратын да боламыз.
Беті біртекті, шар тәрізді Жер өзінің еңкектігі жоқ осімен айналмайды, ал оның жан – жағынан жарқырап күн түсіп тұр делік.
Мұндай жағдайларды тропосфера ауасының жалпы циркуляциясы өте қарапайым болуға тиіс. Экватор үстінде қатты қызу салдарынан ауа көтеріледі де, жоғарыда жоғары қысым аймағының пайда болуына әкеп соғады. Полюстердің үстінде (жоғарыда) төменгі қысым аймағы (ауаның беттен суу нәтижесі) пайда болады. Тропосферада изобара беттер полюстер жағына еңкейген болады. Осы бағытта ауа қозғалысы туады. Ауаның экватордан жоғары лықсуы жер бетінде экваторлық депрессияның пайда болуына әкеп соғады. Полюске қарай жоғарыда ауаның қосымша мөлшерінің ағуы жерге жақын аймақта қысымның көтерілуіне әкеп соғады. Тропосфераның төменгі қабатында қысымның бөлінуіне сәйкес ауа полюстерден экваторға қарай қозғала бастайды, яғни оның меридиональдық тасымалы туады.
Шынында да экватор үстінен 10км жоғары жане полюстер мен тропиктер арасынан 2-4 км жоғарыдағы атмосфера қабатында қысым экватордан полюске қарай жалпы бірте-бірте төмендейді. Изобарлар параллельдерге қарай жақын орналасады,бар градиенті меридианды бойлап полюске қарай бағытталған,бұл бағытта – ауа қозғалуға тиіс.Бірақ егер әзірше төселме беттің біртектілігі турулы болжауды сактай отырып, кер айналуын ескеретін болсақ,ауа градиент бағытынан бірте – бірте ауытқи отырып солтүстік жарты шарды – оңға,оңтүстікте – солға изобарлардың бойымен батыстан шыгысқа (географиялык жел) қарай қозғалады. Әрбір жарты шарда жоғарыда полюстер айналасында ауаның қозғалысы,яғни полюстер үстінде ортасында төменгі қысым болған екі циклондық система үстінде ортасында төменгі қысым болған екі циклондық система пайда болады. Төменде, керісінше, полюстерде ортасында жоғары қысым болған екі антициклондык система болуға тиіс.
Егер төселме беттің біртекті еместігін, әсіресе қоңыржай ендіктерде әркелкі қызып суынатынынын еске алсақ, алынған циркуляция схемасына оны күрделілендіре түсетін өзгерістер енгізуге тура келеді.
Қызған бет үстінде ауа көтеріледі, сондықтан да жоғарылаған сайын қысым артады, суық бет үстінде кері процесс болады. Нәтижесінде изобарлар батыс – шығыс бағытынан ауытқиды. Жоғары қысым аймағында бұлар полюс (жал) жаққа,төменгі қысым аймағында экватор (шұңқыр)жаққа қарай иіледі. Өйткені жалдар төменгі қысым жаққа қарағандықтан изобаралар мұнда бір – бірінен үлкен аралыкта қалып қояды. Ал жоғары қысым жаққа қараған шұңқырларда керісінше изобаралар иіле отырып,тропосфераның желпы қозғалысында батыстан шығысқа орын ауыстыратын орасан зор (Жер айналасындағы бүкіл кеңістікте олар алтыдан аспайды) «жатқан» толқындар түзеді. Изобара бойынша үйкеліс қабатынан тыс орын ауыстыратын ауа өзінің қозғалысында изобаралардың йілуін қайталайтын ауа тасқындарын түзеді. Температура өзгерістері (қысымда) қысқа аралықта аса үлкен фронтальдық зоналерда мұндай ағындар түзілу үшін жағдай мейлінше қолайлы болып келеді. Мұнда орасан зор атмосфералық құйындардың циклондар мен антициклондардың түзілуіне жағдайжасайтын энергияның үлкен запастары шоғырланады. Бұлардың тууы жоғарыда ауа ағынында болып жататын процестермен тікелей байланысты. Қозғалыс шамалы болғанда ағын жалдар мен шұңқырларды оралып өтеді немесе олармен бірге қозғалады. Тез қозғалатын ауа ағыны жылдамдығын сақтай отырып, инерциясымен изобаралар таралатын толкын бөлігінде жайылады да, изобаралар жақындасатын бөлігінде қысылады.
Жоғарыдағы ауа ағынында болатын өзгерістер жер бетінде қысым өзгерістерін туғызады.Ауаның жайылатын аймақта қысым күрт төмендейді, қысылатын аймағы астында керісінше, күрт көтеріледі. Соның нәтижесінде жер бетінде қысымның жоғарғы жане төменгі аймақтары пайда болады,олар да цйклондар мен антициклондар алады.
Циклондар дегеніміз желдері аймақтың шетінен ортасына қарай(солтүстік жарты шарда сағат тіліне қарсы) ескен цйклондық системасы бар төменгі қысымды тұйық аймақта (бара минимумы) Жер бетінде болатын еңкіш осьті жоғары өршіген атмосфера құйындары. Антициклондар дегеніміз желдері аймақтың ортасынан шетіне қарай (солтүстік жарты шарда сағат тілі бағытымен)ескен антициклондық системасы бар Жер бетінде жоғарғы қысымды тұйық аймақта (бара максимумы)болатын еңкіш осьті төмендей соққан атмосфера құйындары.
Бұл құйындар мейлінше жадағай келеді,өйткені олардың горизонталь өлшемдері вертикаль өлшемлерінен 100-150 есе үлкен (диаметрі 1500 — 3000 км, биіктігі 2 – 4 км, максимумы 15-20км).
Тропиктен тыс циклондар. Циклонда төселме бетте ауа төменгі қысым аймағының орталығына қарай аға бастайды. Циклон фронталдық зонада түзілетін болғандықтан, ол пайда болған жерде жылы жане суық ауа түйіседі. Ауаның орталыққа қарай ағуы жылы жане суық ауаның жақындасуына әкеп соғады да циклон ішінде фронтты сақтап, дамыту үшін жагдай жасайды. Мұндай циклонды жер бетінің жергілікті қызыуынан туған (термиялық циклон) циклоннан фронттық құрылымы болуға тиіс екендігі айқын.
68-суретте фронттық циклонның даму схемасы көрсетілген. Суреттің үш горизонталь бөлігінің жоғарғысымен (а) қысымның бөлінуі мен Жер бетінен 4-6км биіктегі ауа ағыны толқындарының бөлімі көрінеді. Суреттің орта бөлімінде (б) жел қысымының, ауа массасының тиісті бөлінуін жане Жер бетіне жақын оларды бөліп тұрған фронттарды көруге болады. Суреттің төменгі бөлімі (в) циклон дамитын аймақ арқылы А-А сызығы бойынша вертикал қиынды.
Суреттің бес вертикаль бөлімдерінің біріншісінде (1) біз жерге таяу циклонның пайда болуы алдындағы жағдайды көреміз. Жоғары жағында – тарамдалған тасқынды толқын бөлім. Жер бетінде суық жане жылы ауаны бөліп тұратын стационар фронт.
Фронттық жазықтық суық ауа жаққа еңкейген.
Циклондар көбінесе батыстан шығысқа қарай қозғалып, солтүстікке қарай біраз ығыса отырып, әдетте бірнеше тәулік өмір сүреді. Циклондардың жылдамдығы сан алуан, әдете 20-40 км/сағ (тәулігіне 700 км-дей), жеке жағдайларда тәулігіне 2000 км-ден асады. Даму басында циклон тезірек қозғалады, сонан соң қозғалысы баяулайды да, ол аз қозғалатын болады.
Кейде дамудың барлық стадияларын өткен циклон, түпкілікті толтырылмайды ол жаңадан тереңдей түседі (регенерацияланады). Бұл, егер ескі циклон облысына күрт температуралық өзгерістер жасап суық немесе жылы ауаның жаңа порциялары енген жағдайда болады. Әсіресе жылы және суық ауаның қарама – қарсы қозғалысы қолайлы келеді. Суық фронт учаскесіндегі толтырылып жатқан ескі циклондардың шет – шетінде алғашқы циклонның бағытымен бағыттас орын ауыстыратын, бірақ тек біраз оңтүстікке ығысқан жаңа циклондар (жеке делінетіндер) жиі пайда болады. Жаңа циклон да алғашқы циклонның өткен даму стадияларынан өтеді, бірақ, әрине одан қалып қояды, өйткені анағұрлым жас болып келеді. Осы циклонның суық фронтында, оң жағын ала орналасқан тағы да бір жеке циклон пайда бола алады. Сөйтіп, бір жалпы фронтта бірінен кейін бірі үш -төрт циклонға дейін туады. Осындай өзара байланысты және бірінен кейін бірі дамитын циклондар тобын циклондардың сериясы немесе семья тобы деп атайды. Циклондық сериялардың өтуі орта есеппен 5-6 тәулік алады, бірақ жеке жағдайларда едәуір ұзағырақ созыла алады. (12 тәулікке дейін).
Бір мезетте әр жарты шарда тропиктік ендіктерден тыс ауа бойына орасан ықпал етіп жүздеген фронтальдық циклондар өмір сүреді. Көтерілетін ауада бұлттар түзіліп, жауын – шашын жауады. Мұнда бұл процестер әр түрлі атмосфералық фронт жағдайларында, демек циклондардың әр түрлі бөліктерінде әркелкі өтеді.
Тропиктік циклондар. Атмосфералық дауылдардың қалыптасуында Кориолис күші үлкен роль атқаратындықтан экваторлық ендіктерде (50с. және 50о.е.) мұндай дауылдар тіпті түзілмейді. Тропиктік ендіктерде циклондық та, антициклондық та құйындар туады, бірақ соңғысы – сирек те аз байқалатын құбылыс. Тропиктік циклондар кейбіреулерінің жойқын күші болатындықтан кеңінен танымал болып отыр. Қоңыржай ендіктердің циклондарынан тропиктік циклондардың айырмашылығы мөлшері шағын (олардың көлденеңі 1000 км-ден сирек асады), қысым градиенті үлкен, әрі тиісінше жел жылдамдығы үлкен (100 м/сек-қа дейін), нөсер жаңбырлы мол, күшті найзағайлы келеді.
Мұхиттың жылы (+270С-тан төмен емес) бетінде көбінесе 5 және 200 ендік арасында әр жарты гарда тропиктік циклондар түзіледі. Спутниктердің көмегімен жүргізілген байқаулар бұл құйындар торпиктік және пассат фронттарында және фронттардан тыс көп мөлшерде туатын осал депрессиялардан дами алады. Бұларда желдің жылдамдығы 17 м/сек –тан асқан жағдайларда осыгдай депрессиялардың біразы ғана (шамамен оннан бірі) тропиктік циклондарға айналады. Желінің жылдамдығы 17 – 32 м/сек-қа дейінгі тропиктік циклондар торпиктік штормдар, желінің жылдамдығы 32 м/сек –тан артық болғандары тропиктік дауылдар деп аталады. Тропиктік «Ида» дауылында желдің ең көп тіркелген жылдамдығы 113 м/сек. Тропиктік циклондардың орын ауыстыру жылдамдығының желдің жылдамдығынан айырмашылығы не бары 10 -12 км/сағ.
Тропиктік циклонның дамуы ылғалдың конденсацияланып, орасан зор жылу мөлшерінің бөлінуімен қосарланатын жылы және ылғалды ауаның (атмосфераның тұрақсыз страфикациясы салдарынан) интенсивті көтерілуі арқылы түсіндіріледі. Тропиктік циклонның ерекшелігі- дауыл көздері-диаметрі төменгі бөлігінде 30км-ден жане жоғарыға қарай бірнеше жүз километрге дейін ұлғая беретін (10-12км биіктікте) құйып орталығындағы тыныштық обылысы. Дауыл көздерінің түзілуі бар гардиенті, центрден тепкіш жане Кариолис күштерінің циклонның осы бөлімдерінде теңеліп, ауа мүлде дерлік қозғалмай қалатындығымен байланыстырылады. Бар гардиентінің күші центрден тепкіш жане Кориолис күштерінен артық болатын жерде шекара «қабырға» туады, осы арқылы ауа орталыққа қарай қозғалу мүмкіндігі болмай тез көтеріле бастайды, осы жерде жердің жылдамдығы мейлінше үлкен болады. Дауыл көзі орталығында ауаның өрлей қозғалысы байқалады, сондықтан да аспан ашық,бұлытсыз, осы кезде айналада нөсер жаңбырлы жане найзағайлы қалың будақ бұлыттар байқалады.
1956жылдан 1965жылға дейінгі деректер бойынша Жер бетінде жыл сайын орта есеппен 70тей тропиктік циклон туады мұнда оңтүстікткгіден солтүстік жарты шарда көп болады. Тропиктік циклондардың ең жиі туатын бірнеше орталығы бар. Тропиктік циклондардың мөлшері жағынан бірінші орын алады. Тұнық мұхитында бұл, Сары теңі, Филиппин аралдары мен шығыстан соған жапсарлас аудан(мұнда бұларды тайфундар мен бегвазалар деп атайды),ал сондай-ақ Мексикадан батысқа қарай акватория мен Жаңа Гвинеядан шығысқа қарай Самао аралына дейінгі акватория . Екінші орын алатын Атлант мұхйтында, тропиктік циклондар түзілетін ошақтар (жергіліктіатаулары –дауылдар):Мексика бұғаздары, Кариб теңізі,1ші Антиль аралдарының аудандары. Тропиктік циклондар Каспий теңізі, Бенгальбұғазы үстінде. Мадагаскар мен Маскарен аралдары арасындағы Австралияның солтүстік – батыс жағалаулары мен Кокосов аралдары арасындағы аудандарда (жергілікті атауы –оркандар мен вилли)өрістей отырып, үнді мұхитына барінен сирегірек барады. Түзілу ошақтарынан тропиктік құйындар субтропиктік антициклондарды айналып, солтүстік жарты шарда солтүстік батысқа, оңтүстікте оңтүстік батысқа қарай қозғалады. Егер тропйктік циклон қоңыржай ендіктерге жататын болса, оның бағыты осы ендіктерде батыстан соғуына сәйкес (солтүстік жарты шарда оңтүстік батысқа) өзгереді.Қоңыржай ендіктерге жақындай келіп, тропиктік циклон өзінің арнайы қасиеттерін бірте-бірте жоғалтады:кеңейе түседі, жел жылдамдығы азаяды, дауыл көздері жоғалады. Ол сөнеді немесе қоңыржай ендіктердің йиклонына (тропиктен тыс)айналады. Мұхит үстіндегі өзі сорып алатын ауада соншама көп ылғал болмай(йиклон энергияны аз алады),төменгі бетпен үйкеліске энергия шығыны артып,құрлыққа тап болған тропиктік циклон ерекше тез сөнеді.Тропиктік циклондар энергияның көп мөлшерін төменгі ендіктерден неғұрлым жоғары ендіктерге апарады, бірақ әзірге олардың атмосферада өтетін процестерге ықпалы жеткілікті зерттелмеген, өйткені олардың түзілу механизімі әлі жеткілікті анық емес.
Тропиктік циклондар керемет апаттар тудырады. Олар құрылыстарды қиратады, заттарды үлкен қашықтықтарға алып кетеді (мысалы, мебельді ені 80км бұғаздың арғы бетіне лақтырып тастағаны белгілі), сел, жылжымалар, көшкін, егістік жердің су басуын тудыратын жоғарыдан су тасқындарын құлатады. Бірақ, ең қорқыныштысы, өз жолындағының бәрін жуып-шайып кетктін биіктігі он этажды үйдей (20-30м) толқындар. 1970жылы ноябрьде Бенгаль жағасына лап қойған дауылдар жане аралдар мен құрлықтың кең алқабын басып кетіп қосарланған толқындар 300мыңнан астам адамды құртты,(толық емес деректер бойынша) елді мекендерді, порт құрылыстарын, темір жолдарды, дамбыларды, көпірлерді т.б. қиратты. Тропикалық дауылдар- стихиялық күйзелістер, әзірге бұлармен күресу мүмкін емес, бірақ тиісті шаралар қолдану үшін оны алдын ала болжап айтуға болады. Бұл үшін тропикалық циклондар «әкелетін» елдерде олардың қозғалысы мен дамуын қадағалайтын арнаулы қызмет ұйымдастырылған.
Шағын құйындар. Атмосферада түрлі масштабтағы құйын қозғалыстары үнемі байқалады. Жоғарыда қаралған циклондар ірі құйындар: ала құйындар, томболо-шағын, кіші масштабты құйындар. Олардың диаметрі бірнеше ондаған метрден(су үстінде) бірнеше жүздеген метрге дейін (құрлық үстінде) болады. Шағын құйындарға ауа тез айналады (50-200)м/сек жылдамдықпен) да бүкіл құйын бір мезетте 10 -2 0 м/сек – қа жуық жылдамдықпен араласады.