什麼是大氣環流？
“環流”的意思就字麵來看，應當是如環無端的流動。那麼，大氣環流是否也具有循環往複流動的特征呢？當我們無論從北極還是從南極的空中往赤道的方向看過去，地球大氣確實是在環繞極地無始無終的運動著。但是，在大氣科學中大氣環流的概念還要豐富的多。一般來說，大氣環流是指全球範圍的，大尺度大氣運動的基本狀況。所謂的“大尺度”，它的範圍到底有多大呢？科學家們把它設定為：在水平方向上幾千千米以上，在垂直方向上要有10千米以上，時間在1天～2天以上。如在大氣對流層南北方向的垂直剖麵上，同時存在著三圈大尺度環流，氣象學家們分別給它們定名為哈德萊環流、費雷爾環流和極地環流。
是誰直接驅動大氣運動的？
“空氣的流動就形成了風”，是許多書中對“風”這一自然現象的解釋。那麼，是什麼原因造成了空氣流動呢？
我們知道，地球是一個近似球形的行星，不同地理緯度的地區接收到的太陽輻射會有比較大的差別。在大部分麵積是海洋的赤道地區，由於地球表麵接收到的太陽能量多，那個地區上空的大氣被海洋表麵加熱後，就會攜帶大量的水汽上升到高空並引起海平麵氣壓的下降：上升區域以外其他氣壓相對較高地區的空氣在壓力差的作用下流到上升區進行補充，於是產生了沿地球表麵流動的風。
因此，地球表麵空氣流動的一個重要原因是大氣溫度分布的不均勻。從能量學的角度來看，赤道地區上升氣流中攜帶了大量的能量，這些能量的一部分可以轉變成大氣的動能，即風的運動。在這個意義上，可以說是海洋直接驅動了大氣的運動。
赤道地區的氣流都是上升的嗎？
地球的形狀是一個赤道地區略粗的橢球體，地球每年繞著太陽公轉一圈。地球上的赤道地區接收到的太陽輻射最多，因此，赤道附近熱帶海麵上的空氣受到地表麵的加熱就會上升。海麵附近的空氣上升後，赤道以外地球表麵附近的空氣到赤道地區補充。那是不是沿著赤道到處都是這種情況呢？
在亞洲大陸的南側聳立著全球最大的高原——青藏高原。青藏高原南側和東側的廣大地區是世界上最著名的季風區。夏季的青藏高原表麵在海拔4400多米的高處對大氣加熱，使高原上空的氣流上升。這些上升的氣流的一部分向赤道地區流去，在赤道附近的南半球下沉，形成了一種在赤道附近下沉，而副熱帶上升的反哈德萊環流。
哈德萊環流是什麼環流？
居住在北半球溫帶地區的人都知道這樣一個事實，南方要比北方暖和。即從地球赤道向北極方向，溫度是越來越低。1735年，英國人哈德萊根據這樣一個事實提出：大氣在赤道地區被加熱，產生上升運動，上升到高空後便會向兩極流去，在極地受冷又下沉到地麵；同時，在大氣的底層，來自兩極方向的冷氣流又流向赤道補充那裏因上升而減少了的空氣。這樣就產生了南北方向的一個直接熱力環流圈。後來的觀測發現這樣一個熱力環流圈在赤道和副熱帶之間確實存在。為了紀念最早提出直接熱力環流圈設想的哈德萊，人們又把大氣中熱帶和副熱帶之間南北方向的直接熱力環流圈稱為哈德萊環流了。
費需爾環流是怎麼流的？
哈德萊環流中的下沉運動出現在副熱帶地區的原因是因為地球自身的旋轉。由於地球的旋轉，使得高空向兩極方向流動的氣流不斷發生向東的偏轉，到達副熱帶地區時就已經完全變成向東的流動了，因此不能到達兩極地區。但是兩極相對極地以外的地區又是冷卻中心，空氣在兩極地區受到冷卻下沉，高空有來自兩極外地區流向極地補充因下沉而減少了的空氣，所以在南北方向上同樣存在著類似於哈德萊環流性質的直接熱力環流圈。由於哈德萊環流和極地環流都是正向環流，兩個環流之間的地區需要一個跟兩個環流方向相反的環流圈進行補充。這樣一個補充環流是由美國人費雷爾在1856年提出來的，因此叫做費雷爾環流。它的方向是高空向南流動，低空向北流動。
沃克環流是哪個方向的環流？
在大氣的頂部，到達地球的太陽輻射量在相同的緯度上是相同的。但是，由於其他因素的影響，緯度相同、不同地點地球表麵上的溫度卻有很大的差別。同學們熟悉燒水時容器內熱水上升和下降的情景嗎？受到來自下方的加熱，直接受熱部分的水就會上升，相對受熱量小的地方水就會下降。同學們試想一想那一大片高溫海麵加熱大氣的情景吧，大氣受到赤道西太平洋和東印度洋海表麵的加熱後，它自然會受熱上升，而周圍地區的空氣會流過來補充，上升的空氣在高空有些會流到表麵溫度相對較低的赤道東太平洋或赤道西印度洋，然後在那裏又下沉下來，這樣就構成了東西方向的環流圈。人們為了紀念最先提出南方濤動概念的沃克爵士，就將這種由於東西方向溫度差異而產生的環流圈就叫做沃克環流了。