許多研究結果指出，大氣潮汐不僅在氣壓場上有反映，而且在大氣風場、地球磁場等方麵也有反映。在對流層、平流層、中層和電離層中都有大氣潮汐現象，而且在高層和高緯度地區分別比低層和低緯度地區更加明顯。
4.紅色精靈
從1886年最早發現紅色精靈到以後的100年間沒有任何的文字圖像資料證明這種壯觀的大氣閃光現象形成的原因，直到1989年7月時任明尼蘇達綜合大學的物理學教授JohnR.才記錄了紅色精靈的影象，從此揭開了蒙在紅色精靈臉上100多年的神秘麵紗。
紅色精靈和藍色噴流是一種伴隨雷暴發生時的一種特殊的大氣放電現象，通常發生在雷雨雲層頂離地麵約三十到九十公裏的高空。紅色精靈上半部是紅色，底部則漸漸轉變為藍色，寬度約在五到十公裏內，可持續約數毫秒到一百毫秒的時間。由於這些發光體的顏色是紅色，且在空中出現的時間不到三十分之一秒，有如鬼魅一般難以捉摸，所以科學家稱它們為“紅色精靈”。
藍色噴流是美國阿拉斯加大學教授WESCOTT等人，一九九四年夏天用飛機進行紅色精靈觀測時意外發現的，形狀很像是從噴嘴高速射出的噴流，所以被命名為藍色噴流。除了它的顏色是藍色之外，藍色噴流持續發光平均時間約零點三秒，比紅色精靈要長約二十倍，另外藍色噴流可以很明顯看出發光的噴流從雲層中間向高空噴出，與紅色精靈是在高空發光，沒有噴射現象完全不同紅色精靈中還有一種特殊的類型就是淘氣精靈[有譯文翻譯為頑皮精靈或矮子]就如同紅色精靈一樣，是一種由閃電所引發的高空發光的現象，它具有火紅色、向外擴張的圈圈環形。其成因是雲對地閃電所發出的電磁脈衝，傳遞到電離層的底部後，加熱該處的分子並使它們發出紅色輝光。更精確地說，這種強烈的電磁脈衝是以雲對地閃電為中心，以光速傳遞的電波。當這個電磁脈衝向上傳遞的部分（圓殼部分）傳到約為75至100公裏的高度時，電磁波的電場加速電子，這些被加速後的電子會撞擊空氣分子並將其提升至可以發光的激發狀態。因而產生了以球殼和臨界層之交點為軸心，向外擴張的圈圈狀光環。
紅色精靈和藍色噴流最早是在1886年被發現，但一直沒有明確的資料證明與雷暴和閃電的關係。直到1989年7月6日時任明尼蘇達綜合大學的物理學教授JohnR.利用一台低光度攝影機記錄了一道跳躍的火焰。在回放時他和他的兩名研究生驚訝的發現在圖象中有兩個巨型的閃光出現在北明尼蘇達的天空上。之後他們很快的證明了紅色精靈和藍色噴流是在雷雲之上的一種特殊的閃電，也揭開了紅色精靈和藍色噴流近一個世紀的神秘麵紗。
“紅色精靈”是近年來所發現數種由閃電所引發的中高空發光現象之一，其可能的成因簡示如下：一般閃電是源自帶著負電荷的雲層底部，並向下落至地表。偶爾，閃電是源自雲層頂端積蓄的大量正電荷，因此閃電發生後，電離層和雲層頂有著很強大的電場，因此吸引著電子向上移動。在移動的過程中會和氣體分子碰撞，如果產生的電場夠強而且周圍的空氣夠稀薄，在和空氣分子撞擊之前，電子可以獲得相當高的能量，當電子撞擊空氣分子，會把它們撞到激發狀態，讓分子發出輝光，產生紅色精靈這種高空短暫發光現象。理論上，這種現象發生於40至90公裏的高空中。最亮的紅色精靈人類的肉眼就可以看見，但長久以來並不為人們所知，追究其原因在於它是發生在極端明亮的雲對地閃電之後，因此上述的現象並不會特別引起科學家們的注意。紅色精靈發光的時間通常持續不到三十分之一秒，亮度通常也不很明亮，出現的機會相當低，因此，科學家必須使用高感光度的攝影機，持續對雷雨雲的上空錄像，才能紀錄到這種高空短暫發光現象。1994年Sentman和Wescott第一次記錄到‘藍色噴流’這種怪異的現象，他們是飛機在高空中飛越強烈的風暴之上，為捕捉紅色精靈期間利用高靈敏度的照相機意外拍攝到的。由這些照片可以得知這種光以秒速120公裏自雲層頂端向上噴出，目前研究學者們正致力於找出可完整的解釋其成因的理論。
國際上已經有超過20個組織和團體在世界不同的地方研究紅色精靈這一現象，除著名的NASA和明尼蘇達大學外位於美國科羅拉多州的Sky-Fire公司在大氣物理研究和對紅色精靈的研究也卓有成就，Sky-Fire公司對紅色精靈和藍色噴流有著大量和細致的研究，並且也有專門的人員負責調查和收集世界各地關於紅色精靈和藍色噴流方麵的資料.目前，在我國台灣省也有一支由成功大學物理係和其它學術團體組成的紅色精靈研究團隊，在高空大氣閃電的研究方麵也有很大的成就。
5.錮囚鋒
暖氣團、較冷氣團和更冷氣團相遇時先構成兩個鋒麵，然後其中一個鋒麵追上另一個鋒麵，即形成錮囚鋒。我國常見的是鋒麵受山脈阻擋所形成的地形錮囚；或冷鋒追上暖鋒，或兩條冷鋒迎麵相遇形成的錮囚。它們迫使冷鋒前的暖空氣抬離地麵，錮囚到高空。我們將冷鋒後部冷氣團與鋒麵前麵冷氣團的交界麵稱為錮囚鋒.當冷鋒追趕上暖鋒，這就形成錮囚鋒.在出現衛星雲圖前，錮囚鋒很難確定。錮囚鋒衛星雲圖上有清楚的表現。
氣象學家對鋒的理論研究成熟於20世紀初期，他們認為大氣中最激烈的天氣不是發生在冷暖氣團中，而是發生在冷暖氣團的交界麵上。氣象學家對鋒是這樣定義的：冷、暖氣團在空間相遇，它們之間氣象要素不連續的狹窄過渡區叫做鋒。其交界麵稱為鋒麵，鋒麵與地麵的交線叫鋒線。實際工作中，將鋒麵與鋒線統稱為鋒。鋒在空間的狀態總是傾斜的，而且斜向冷氣團一方，鋒的上麵是暖空氣，下麵為冷空氣。鋒線長度為幾百到幾千千米，近地麵的水平寬度約幾十千米，在高空可達200-400千米以上，垂直厚度幾百米到一、二千米。
錮囚鋒形成主要有三種情況：由鋒麵受山脈阻擋形成的地形錮囚；兩條冷鋒迎麵相遇；溫帶氣旋中冷鋒追上暖鋒；這幾種情況下，冷鋒前的暖空氣都被抬離地麵，錮囚到高空。因此把冷鋒後麵的冷氣團和暖鋒前麵冷氣團的交界麵稱為錮囚鋒。
鋒有多種分類方法，最常用的還是按照鋒的移動情況分為冷鋒、暖鋒、準靜止風和錮囚風四種。
錮囚鋒分為三種：暖式錮囚鋒，暖鋒前的冷氣團比冷鋒後的冷氣團更冷；冷式錮囚鋒，冷鋒後的冷氣團比暖鋒前的冷氣團更冷；中性錮囚鋒，錮囚風前後的氣團屬性差別不大。
中國東北地區是錮囚鋒活動最多的地區，其多數是從蒙古和俄羅斯貝加爾湖一帶移來。中歐地區錮囚鋒也較為常見。錮囚鋒雲係特點：
1.錮囚鋒雲係表現為一條寬約300公裏、從暖區頂端出發按螺旋方式旋向渦旋中心的雲帶，螺旋雲係中必與大氣環流中心重合。
2.錮囚鋒雲係的後部，由於冷空氣侵入，形成雲帶後界整齊光滑，象舌一樣的黑色無雲區，稱做幹舌。幹舌的形狀和範圍常表示冷空氣的活動情況。
3.錮囚鋒雲帶常表現為沿螺旋雲帶越往中心去的色調越變暗，螺旋中心處雲高度最低。
一般說來，錮囚鋒附近盛行惡劣天氣，降水區位於鋒麵附近到700hPa槽線之間。
錮囚鋒與梅雨天氣：錮囚鋒具有冷暖鋒的特點，鋒麵過境時，兩側均為降水區，先是暖鋒雲係和連續性降水，而後轉為冷鋒雲係和陣性降水。影響我國的鋒麵天氣主要有冷鋒天氣和準靜止天氣。冷鋒幾乎全年都有，多來自俄羅斯、蒙古，夏天，冷鋒隻到達黃河流域，冬天，冷鋒還時常南下，影響到華南地區。準靜止鋒每年春夏之交出現在我國長江中下遊、黃海南部到日本一帶，這些地區多形成梅雨天氣。說到梅雨天氣還有一段有趣的來曆。
我國長江中下遊至日本南部一帶，在春夏之交，常常出現濕熱陰雨天氣，這時正值江南地區梅樹的果實――梅子黃熟季節，故叫做梅雨或黃梅雨，又因為該時期家中器物容易發黴，也稱為黴雨，其英文名稱為“Plumrain”。其實，梅雨一詞在古代就有了，公元6世紀中期，我國梁代《篡要》中稱“梅熟而雨曰梅雨”。唐代柳宗元在《梅雨》中寫道：“梅實迎時雨，蒼茫值晚春”。宋代大文豪蘇東坡也有“三時已斷黃梅雨，萬裏初來舶棹風”的詩句，把梅雨季節的時間和東南季風的關係描寫得惟妙惟肖。梅雨一般在6月上旬開始，開始的日期叫做入梅或主梅；7月下旬結束，結束的日子叫出梅或斷梅，曆時一個月左右。這段時期稱作“梅雨期”。受氣候影響，每年的入梅和出梅日期一般不相同。據統計，在長江中下遊，20世紀50年代，平均在6月10日入梅，7月12日出梅，梅雨期33天；20世紀60年代，平均入梅日期為6月17日，出梅日期為7月6日，梅雨期為20天；少數年份可能不會出現梅雨，此時叫做空梅。
為什麼在梅子黃熟季節陰雨綿綿呢？每年六七月間，南方天氣變暖，濕暖的空氣向北移動，遇上北方南下的冷空氣，冷空氣和暖空氣相互碰撞，勢均力敵，互為中和，便在長江中下遊至日本一帶形成一條準靜止鋒或緩慢移動的冷鋒，造成江淮地區連續不斷的低溫、潮濕和陰雨天氣。大約經過一個月的時間，南方的暖空氣逐漸強大，就把來自北方的越來越弱的冷空氣遠遠推向北方，這時梅雨季節就過去了，天氣也就放晴了。梅雨天氣時，經常出現多雲、多雨、多霧、多雷暴等現象，在我國東海、黃海至日本南部海域的梅雨鋒帶上，能見度很低，還經常出現鋒麵氣旋，使海麵刮起大風，影響到艦船航行的安全。
6.大氣遙感
大氣不僅本身能夠發射各種頻率的流體力學波和電磁波，而且，當這些波在大氣中傳播時，會發生折射、散射、吸收、頻散等經典物理或量子物理效應。由於這些作用，當大氣成分的濃度、氣溫、氣壓、氣流、雲霧和降水等大氣狀態改變時，波信號的頻譜、相位、振幅和偏振度等物理特征就發生各種特定的變化，從而儲存了豐富的大氣信息，向遠處傳送。這樣的波稱為大氣信號。研製能夠發射、接收、分析並顯示各種大氣信號物理特征的實驗設備，建立從大氣信號物理特征中提取大氣信息的理論和方法，即反演理論，是大氣遙感研究的基本任務。為此，必須應用紅外、微波、激光、聲學和電子計算機等一係列的新技術成果，揭示大氣信號在大氣中形成和傳播的物理機製和規律，區別不同大氣狀態下的大氣信號特征，確立描述大氣信號物理特征與大氣成分濃度、運動狀態和氣象要素等空間分布之間定量關係的大氣遙感方程。這些理論既涉及力學和電磁學等物理學問題，又和大氣動力學、大氣湍流、大氣光學、大氣輻射學、雲和降水物理學和大氣電學等大氣物理學問題有密切的聯係。
簡史大氣遙感研究開始於20世紀20年代，應用吸收光譜定量分析理論和實驗技術，在地麵觀測透過大氣層的太陽紫外和近紅外光譜的輻射信號，推算出大氣層內臭氧和水汽的總含量。到40年代中期，用於軍事偵察的微波雷達發現了來自雲雨的回波信號。進一步研究表明，回波強度和降水強度密切相關。由此氣象雷達獲得迅速發展，成為探測降水、監測台風和風暴等災害性天氣的有效手段。60年代以後，紅外、微波、激光、聲學和電子計算機等新技術蓬勃發展，對大氣信號的認識遍及聲波、紫外、可見光、紅外、微波、無線電波等波段，形成了聲波大氣遙感、光學大氣遙感、激光大氣遙感、紅外大氣遙感、微波大氣遙感等各個分支。大氣遙感被廣泛應用於氣象衛星、空間實驗室、飛機和地麵氣象觀測，成為氣象觀測中具有廣闊發展前景的重要領域。