Вследствие того, что ось вращения Земли не перпендикулярна к плоскости вращения Земли вокруг Солнца, средняя высота Солнца над горизонтом не одинакова для различных точек земного шара. Так например, в полярных районах Солнце совершает свой видимый путь сравнительно низко над горизонтом по сравнению с районами близ экватора. Количество тепла, поступающего от Солнца, тем больше, чем выше стоит Солнце. Поэтому полярные районы получают меньше тепла за год, чем районы экваториальные. Солнечные лучи, проникая сквозь атмосферу, почти не нагревают ее, но сильно нагревают поверхность Земли. В результате этого прогревание атмосферы идет снизу. Как показывают многочисленные наблюдения, температура с высотой понижается примерно на 5-6° на 1 км. На некоторой высоте над уровнем моря создаются такие условия, что приходящего в течение лета тепла не хватает для того, чтобы растопить выпавший за зиму снег. В результате этого и скапливаются снежные массы, образующие полосу вечных снегов. Высота, на которой тепловой баланс равен нулю, называется снеговой линией. Чем ближе горный район к полюсу, тем ниже лежит снеговая линия.
Климат в любой местности определяется совокупностью погод в течение года; в свою очередь погода определяется совокупностью таких метеорологических элементов, как облачность, ветер, дождь, снег, град, метель, гроза.
Над земной поверхностью двигаются различные по своей температуре и влажности массы воздуха. На стыках этих масс особенно сильно развиты все метеорологические элементы. Такой раздел воздушных масс называется метеорологическим фронтом. Фронт всегда несет с собой изменение погоды.
Для того чтобы примерно сказать, какую надо ожидать погоду в ближайшие дни, необходимо иметь в виду, что всякое интенсивное перемещение в атмосфере указывает на неустойчивость данной массы воздуха, что, следовательно, надо ждать смены этих масс, прихода фронта, а с ним-изменения погоды.
При определении характера происходящих явлений очень важно установить, являются ли эти явления местными, указывающими на устойчивость погоды, или же они носят общий характер и связаны с общим движением воздушных масс. В сущности говоря, все признаки погоды являются показателями местных или общих процессов.
Если в горных районах наблюдается горный бриз, утром и вечером легкий ветер дует с гор в долины, а днем дует из долин в горы, — это является признаком устойчивой погоды. На устойчивую погоду указывает также появление вечерами в долинах тумана и выпадение росы. В устойчивой массе воздуха при ясном небе атмосфера выхолаживается снизу благодаря ночным излучениям с земной поверхности, и температура начинает с высотой в некоторых случаях повышаться. Подметить этот признак и тем самым определить устойчивую погоду можно, поднимаясь по склонам и непосредственно наблюдая за изменениями температуры. На такое же распределение температуры указывает появление по вечерам дымки в ущельях, а также плавающие днем на одной высоте кучевые облака со слегка сглаженными верхушками.
Всякое надвижение фронта указывает на смену и на ухудшение погоды. Плавное уменьшение атмосферного давления является признаком приближения фронта, несущего с собой облачность, осадки и усиление ветра. Надвижение гряды высоких облаков также является признаком приближения непогоды. Ночью приближение фронта можно определить по венцу вокруг луны. В горах приближение непогоды часто определяется появлением стоячих облаков над вершинами.
Всякое сильное движение в высоких слоях атмосферы указывает на неустойчивость воздушной массы. Эти ветры в высоких слоях можно определить по появлению кучевых облаков (барашков), а ночью-по усиленному мерцанию звезд. Мощные кучевые столпообразные облака с размытыми верхушками, как правило, предвещают грозу.
