Tất cả các yếu tố khí hậu như nhiệt độ, khí áp, gió, mưa,... diễn ra trong khí quyển đều có những quy luật riêng, đồng thời có mối liên hệ và tác động lẫn nhau, tạo nên sự đa dạng, phức tạp của khí hậu Trái Đất.

- Khái niệm: Khí quyển là lớp không khí bao quanh Trái Đất, luôn chịu ảnh hưởng của Vũ Trụ, trước hết là Mặt Trời.

- Về cấu trúc, khí quyển chia thành năm tầng có đặc điểm khác nhau, trong đó tầng đối lưu là quan trọng nhất vì có liên quan tới các quá trình tự nhiên diễn ra trên bề mặt Trái Đất.

+ Tầng đối lưu: 0-16 km.

+ Tầng bình lưu: 16-51 km.

+ Tầng giữa: 51-80 km.

+ Tầng nhiệt: 80-800 km.

+ Tầng khuếch tán: ngoài 800km.

Sự thay đổi nhiệt độ trung bình năm và biên độ nhiệt độ năm theo vĩ độ ở bán cầu Bắc.

- Nhiệt độ trung bình năm: càng về phía cực nhiệt độ trung bình năm càng giảm, nhiệt độ trung bình năm cao nhất ở vĩ độ 20.

- Biên độ nhiệt năm: càng về phía cực biên độ nhiệt năm càng lớn, ở xích đạo có biên độ nhiệt năm nhỏ nhất.

Biên độ nhiệt độ ở các địa điểm nằm trên khoảng vĩ tuyên 52°B: càng vào sâu trong nội địa, biên độ nhiệt độ càng tăng, thấp nhất ở ven bờ biển (Va-len-ti-a: 9⁰C) và cao nhất ở trong nội địa (Cuốc-xcơ: 29⁰C).

- Nhiệt độ không khí trong tầng đối lưu giảm dần theo chiều cao, trung bình giảm đi 0,6°C khi chiều cao tăng lên 100 m.

- Ngoài ra, nhiệt độ không khí còn thay đổi theo độ dốc và hướng phơi của sườn núi do liên quan tới góc tới của tia sáng mặt trời tới bề mặt đất.

- Sườn đón nắng và dốc nhận được lượng bức xạ lớn hơn sườn núi khuất nắng, thoải.

* Nguyên nhân thay đổi của khí áp

- Khí áp thay đổi theo nhiệt độ: nhiệt độ cao, không khí là nở ra, tỉ trọng giảm, khí áp giảm và ngược lại, nhiệt độ giảm, không khí co lại, tỉ trọng tăng, khí áp tăng.

- Khí áp thay đổi theo độ cao: càng lên cao không khí càng loãng, sức nén càng nhỏ, khí áp giảm.

- Khí áp thay đổi theo độ ẩm: không khí chứa hơi nước nhẹ hơn không khí khô nên khí áp giảm, ngược lại, không khí khô thì khí áp tăng.

- Ngoài ra, khí áp còn thay đổi theo thành phần không khí.

* Sự hình thành các đai khí áp trên Trái Đất

- Các đai khí áp cao và các đai khí áp thấp trên Trái Đất phân bố xen kẽ và đối xứng qua đai áp thấp xích đạo.

- Ở vùng Xích đạo, do nhiệt độ cao quanh năm, hơi nước bốc lên mạnh, chiếm dần chỗ không khí khô, sức nén không khí giảm, hình thành đai áp thấp xích đạo (nguyên nhân nhiệt lực).

- Không khí bốc lên cao từ Xích đạo, di chuyển về chí tuyến và dồn xuống, sức nén không khí tăng, hình thành nên các đai áp cao chí tuyến (nguyên nhân động lực).

- Ở vùng Bắc Cực và Nam Cực, do nhiệt độ rất thấp, sức nén không khí tăng, hình thành các đai áp cao cực (nguyên nhân nhiệt lực).

- Từ các đai áp cao ở chí tuyến và ở vùng cực, không khí di chuyển về vùng ôn đới, gặp nhau và bốc lên cao, sức nén không khí giảm, hình thành các đại áp thấp ôn đới (nguyên nhân động lực).

Tuy nhiên, các đai khí áp trên Trái Đất không liên tục mà bị chia cắt thành các trung tâm khí áp riêng biệt do sự phân bố xen kẽ giữa lục địa và đại dương.

* Nguyên nhân thay đổi của khí áp

- Khí áp thay đổi theo nhiệt độ: nhiệt độ cao, không khí là nở ra, tỉ trọng giảm, khí áp giảm và ngược lại, nhiệt độ giảm, không khí co lại, tỉ trọng tăng, khí áp tăng.

- Khí áp thay đổi theo độ cao: càng lên cao không khí càng loãng, sức nén càng nhỏ, khí áp giảm.

- Khí áp thay đổi theo độ ẩm: không khí chứa hơi nước nhẹ hơn không khí khô nên khí áp giảm, ngược lại, không khí khô thì khí áp tăng.

- Ngoài ra, khí áp còn thay đổi theo thành phần không khí.

* Sự hình thành các đai khí áp trên Trái Đất

- Các đai khí áp cao và các đai khí áp thấp trên Trái Đất phân bố xen kẽ và đối xứng qua đai áp thấp xích đạo.

- Ở vùng Xích đạo, do nhiệt độ cao quanh năm, hơi nước bốc lên mạnh, chiếm dần chỗ không khí khô, sức nén không khí giảm, hình thành đai áp thấp xích đạo (nguyên nhân nhiệt lực).

- Không khí bốc lên cao từ Xích đạo, di chuyển về chí tuyến và dồn xuống, sức nén không khí tăng, hình thành nên các đai áp cao chí tuyến (nguyên nhân động lực).

- Ở vùng Bắc Cực và Nam Cực, do nhiệt độ rất thấp, sức nén không khí tăng, hình thành các đai áp cao cực (nguyên nhân nhiệt lực).

- Từ các đai áp cao ở chí tuyến và ở vùng cực, không khí di chuyển về vùng ôn đới, gặp nhau và bốc lên cao, sức nén không khí giảm, hình thành các đại áp thấp ôn đới (nguyên nhân động lực).

Tuy nhiên, các đai khí áp trên Trái Đất không liên tục mà bị chia cắt thành các trung tâm khí áp riêng biệt do sự phân bố xen kẽ giữa lục địa và đại dương.

* Nguyên nhân thay đổi của khí áp

- Khí áp thay đổi theo nhiệt độ: nhiệt độ cao, không khí là nở ra, tỉ trọng giảm, khí áp giảm và ngược lại, nhiệt độ giảm, không khí co lại, tỉ trọng tăng, khí áp tăng.

- Khí áp thay đổi theo độ cao: càng lên cao không khí càng loãng, sức nén càng nhỏ, khí áp giảm.

- Khí áp thay đổi theo độ ẩm: không khí chứa hơi nước nhẹ hơn không khí khô nên khí áp giảm, ngược lại, không khí khô thì khí áp tăng.

- Ngoài ra, khí áp còn thay đổi theo thành phần không khí.

* Sự hình thành các đai khí áp trên Trái Đất

- Các đai khí áp cao và các đai khí áp thấp trên Trái Đất phân bố xen kẽ và đối xứng qua đai áp thấp xích đạo.

- Ở vùng Xích đạo, do nhiệt độ cao quanh năm, hơi nước bốc lên mạnh, chiếm dần chỗ không khí khô, sức nén không khí giảm, hình thành đai áp thấp xích đạo (nguyên nhân nhiệt lực).

- Không khí bốc lên cao từ Xích đạo, di chuyển về chí tuyến và dồn xuống, sức nén không khí tăng, hình thành nên các đai áp cao chí tuyến (nguyên nhân động lực).

- Ở vùng Bắc Cực và Nam Cực, do nhiệt độ rất thấp, sức nén không khí tăng, hình thành các đai áp cao cực (nguyên nhân nhiệt lực).

- Từ các đai áp cao ở chí tuyến và ở vùng cực, không khí di chuyển về vùng ôn đới, gặp nhau và bốc lên cao, sức nén không khí giảm, hình thành các đại áp thấp ôn đới (nguyên nhân động lực).

Tuy nhiên, các đai khí áp trên Trái Đất không liên tục mà bị chia cắt thành các trung tâm khí áp riêng biệt do sự phân bố xen kẽ giữa lục địa và đại dương.

* Một số loại gió chính

- Gió Mậu dịch thổi từ đai áp cao chí tuyến về đai áp thấp xích đạo, có hướng và tốc độ tương đối ổn định quanh năm, ở bán cầu Bắc có hướng đông bắc, ở bán cầu Nam có hướng đông nam, tính chất của gió nói chung là khô.

- Gió Tây ôn đới là gió thổi quanh năm từ đai áp cao chí tuyến về đai áp thấp ôn đới theo hướng tây nam ở bán cầu Bắc, hướng tây bắc ở bán cầu Nam và thường có độ ẩm cao, gây mưa.

- Gió Đông cực là gió thổi từ vùng áp cao cực về áp thấp ôn đới theo hướng đông bắc bán cầu Bắc và hướng đông nam ở bán cầu Nam, rất lạnh và khô.

- Gió mùa là gió thổi theo mùa, hướng và tính chất gió ở hai mùa trái ngược nhau. Nguyên nhân hình thành gió mùa chủ yếu do sự nóng lên hay lạnh đi không đều giữa lục địa và đại dương (gió mùa ngoại chí tuyến) hoặc giữa hai bán cầu (gió mùa nội chí tuyến). Gió mùa phân bố chủ yếu ở đới nóng như: Nam Á, Đông Nam Á, Đông Phi, Đông Bắc -xtrây-li-a và một số khu vực vĩ độ trung bình như: Đông Trung Quốc, Đông Nam Hoa Kỳ.

* Gió địa phương

- Gió đất và gió biển hình thành ở vùng ven biển, thay đổi hướng theo đêm và ngày. Nguyên nhân là do sự nóng lên và lạnh đi không đều giữa đất liền và biển.

- Gió fơn là loại gió vượt núi, nhiệt độ giảm đi và gây mưa ở sườn đón gió, khi vượt sang sườn bên kia, hơi nước giảm, nhiệt độ tăng lên, trở thành gió khô nóng.

Các nhân tố ảnh hưởng tới lượng mưa là khí áp, frông, gió, dòng biển, địa hình.

- Khí áp: Vùng áp thấp hút gió và đẩy không khí ẩm lên cao sinh ra mây, gây mưa. Vùng áp thấp thường có lượng mưa lớn, như vùng Xích đạo. Ở vùng áp cao không khí bị nén xuống không bốc lên cao được và chỉ có gió thổi đi nên ít mưa như vùng cực, vùng chí tuyến.

- Frông: Dọc các frông nóng hay lạnh, không khí nóng bốc lên trên không khí lạnh nên bị lạnh đi, gây ra mưa. Miền có frông hay dải hội tụ nhiệt đới đi qua thường có mưa nhiều.

- Gió: Vùng nằm sâu trong lục địa, nếu không có gió từ đại dương thổi vào thì mưa rất ít. Vùng có gió Mậu dịch hoạt động sẽ ít mưa, vùng có gió mùa hoạt động sẽ mưa nhiều.

- Dòng biển: Cùng nằm ven bờ đại dương, nhưng nơi có dòng biển nóng chảy qua thì mưa nhiều. Nơi có dòng biển lạnh chảy qua thì mưa ít.

- Địa hình: Cùng một sườn núi đón gió, càng lên cao nhiệt độ càng giảm, càng mưa nhiều, nhưng tới một độ cao nào đó, độ ẩm không khí đã giảm nhiều, sẽ không còn mưa. Cùng một dãy núi thì sườn đón gió mưa nhiều, sườn khuất gió thường mưa ít và khô ráo.

- Nhìn chung, lượng mưa phân bố trên Trái Đất theo vĩ độ và theo khu vực.

- Lượng mưa phân bố không đều theo vĩ độ và có sự xen kẽ giữa các vùng mưa nhiều và các vùng mưa ít.

- Mưa nhiều nhất ở vùng Xích đạo, mưa tương đối ít ở hai vùng chí tuyến, mưa nhiều ở hai vùng ôn đới và mưa rất ít ở hai vùng cực.

- Ở mỗi một vùng theo chiều đông - tây lại có sự phân hoá thành những khu vực có lượng mưa khác nhau do tác động của địa hình, dòng biển, vị trí gần biển hay xa biển,...

Nhiệt độ trên Trái Đất phân bố không đồng đều theo vĩ độ, địa hình, lục địa và đại dương,…

- Theo vĩ độ

+ Càng về hai cực nhiệt độ trung bình năm càng giảm và biên độ nhiệt độ càng tăng.

+ Biểu hiện rõ rệt của quy luật phân bố nhiệt độ theo vĩ độ là sự hình thành các vòng đai nhiệt: vòng đai nóng, vòng đai ôn hoà, vòng đai lạnh và vòng đai băng giá vĩnh cửu.

- Theo lục địa và đại dương

+ Bề mặt đất nhận nhiệt nhanh hơn và toả nhiệt cũng nhanh hơn bề mặt nước. Vì vậy vào mùa hạ, lục địa có nhiệt độ cao hơn đại dương; còn vào mùa đông, lục địa có nhiệt độ thấp hơn đại dương.

+ Các địa điểm nằm sâu trong lục địa thường có biên độ nhiệt độ lớn hơn các địa điểm nằm gần đại dương.

+ Những địa điểm có nhiệt độ trung bình năm cao nhất và những địa điểm có nhiệt độ trung bình năm thấp nhất đều nằm trên lục địa.

+ Ngoài ra, nhiệt độ không khí còn thay đổi theo bờ đông và bờ tây lục địa, do ảnh hưởng của các dòng biển nóng, lạnh.

- Theo địa hình

+ Nhiệt độ không khí trong tầng đối lưu giảm dần theo chiều cao, trung bình giảm đi 0,6°C khi chiều cao tăng lên 100 m.

+ Ngoài ra, nhiệt độ không khí còn thay đổi theo độ dốc và hướng phơi của sườn núi do liên quan tới góc tới của tia sáng mặt trời tới bề mặt đất.

- Gió thổi từ các đai áp cao về nơi có đai áp thấp -> Sự hình thành các đai áp và các loại gió có mối quan hệ mật thiết với nhau.

- Ví dụ:

+ Gió Mậu dịch thổi từ đai áp cao chí tuyến về đai áp thấp xích đạo.

+ Gió Tây ôn đới là gió thổi quanh năm từ đai áp cao chí tuyến về đai áp thấp ôn đới.

+ Gió Đông cực là gió thổi từ vùng áp cao cực về áp thấp ôn đới,…

Đây là hiệu ứng fơn do ảnh hưởng của địa hình. Loại gió này có ở vùng Bắc Trung Bộ của nước ta, gọi là gió Lào. Gió từ vịnh Thái Lan thổi vào theo hướng Tây Nam, đem theo nhiều hơi nước, khi gặp dãy Trường Sơn Bắc thì hơi nước ngưng tụ và gây mưa ở sườn Tây dãy Trường Sơn. Theo quy luật đai cao thì càng lên cao nhiệt độ không khí càng giảm, còn xuống thấp thì nhiệt độ không khí tăng lên. Khi vượt qua dãy Trường Sơn, gió đã mất hết hơi ẩm nên trở thành gió nóng và khô, gọi là gió fơn Tây Nam hay gió Lào (Giả sử độ cao địa hình là 1000 m, nếu ở chân núi sườn Tây có nhiệt độ là 25 độ thì lên đỉnh núi sẽ là 19 độ nhưng khi xuống chân núi ở sườn Đông lại là 29 độ). Vì khi sang đến sườn Đông gió đã trở nên rất khô, khả năng hấp thụ nhiệt cao hơn không khí ẩm bên sườn Tây nên nhiệt độ tăng lên 10 độ/1000m khi xuống núi. Như vậy, vào mùa hạ sườn Đông của dãy Trường Sơn rất nóng và khô (Nắng đốt), ngược lại sườn Tây lại là mùa mưa (Mưa quay).

Theo quy luật đai cao, càng lên cao nhiệt độ càng giảm (lên cao 100m, nhiệt độ giảm 0,6⁰C). Vào mùa hè, trời nắng nóng ở các vùng đồng bằng, nhiệt độ cao nhưng các khu vực miền núi như Sa Pa, Đà Lạt nằm ở độ cao địa hình lớn nên nhiệt độ thấp, khí hậu mát mẻ -> Rất thích hợp nghỉ mát, nghỉ dưỡng và du lịch sinh thái.