地球大气在重力、惯性力、科里奥利力或层结等因素作用下所发生的各种振荡（见大气中的作用力、大气静力稳定度）。主要包括声波、重力波、惯性重力波、声重力波（见大气次声波）、行星波、开尔文波和罗斯比-重力混合波（见热带平流层波动）。

简介

声波

重力波

重力内波

惯性重力波

简介

实际大气中所观测到的波动，往往是由各种不同振幅和不同波速（或频率）的单色波叠加而成的所谓波群。波群和单波的传播速度往往不同：波群传播的速度称为群速度cg，单波传播的速度称为相速度c。

声波

在可压缩的大气中，声源的振动，使邻近空气产生压缩和膨胀，形成了具有弹性振荡性质的大气波动，称为声波（见大气声学）。它属于纵波，可以沿任一方向传播。

重力波

在具有一定层结（空气密度或气温具有一定的铅直分布）的大气中，空气在重力和铅直惯性力作用下，围绕某一平衡位置将产生振荡现象，这种振荡向四周传播形成波动，称为重力波，它属于横波。

重力波在大气中分为外波和内波两种：

重力外波 发生于大气上下边界或理想自由面上的波动。它可以沿任一水平方向传播而强度不减，其波速为g 为重力加速度,为大气标高（均质大气高度）。重力外波相当于一般流体中的浅水波，是一种快波。其波速接近于300米/秒，波长远大于流体的深度。

重力内波

发生于稳定层结大气中的波动。在这种大气中，起始位于气压为P0高度的气块（图1）受扰动之后，铅直向上移动到气压为PA的高度时，气块温度因干绝热膨胀而下降到TA，它低于环境温度T′A。这时，产生的净阿基米德浮力，使该气块不能继续上升。气块在重力作用下，又开始返回，到达起始位置Po，这时因为惯性的缘故，它越过Po继续下移，在下移的过程中，它因干绝热压缩而增温，到PB的高度时具有气温TB，因为TB高于环境空气的温度T′B，气块又将在净阿基米德浮力作用下重新向上运动。如此，气块将围绕平衡位置（P0所在的高度）振荡，就形成了重力内波。

惯性重力波

具有一定层结的大气，在重力和科里奥利力的作用下形成的波动。它和重力波一样，也可分为惯性重力外波和惯性重力内波两种。它们的波速分别为

f为科里奥利参数。惯性重力外波和惯性重力内波都是频散波，它们的群速度分别为

惯性重力内波是大气中尺度运动（水平尺度l的量级约为102公里）过程中的主要波动,许多中尺度的天气现象都和惯性重力内波的活动密切相关。

长波 当西风带气流有南北扰动时，由于科里奥利参数f随纬度变化而产生的大气波动。因为地球大气中的这种波动最早是由瑞典气象学家 C.-G.罗斯比研究的，所以又称为罗斯比波。这种波的水平尺度与地球半径相当， 所以又称行星波。 揭示行星波特征的主要参数为,称为罗斯比参数，它表征科里奥利参数f随纬度的变化(RE为地球平均半径,ω为地球自转角速度,φ为纬度)。行星波主要是在β的作用下产生的:根据绝对涡度守恒(见大气动力方程)原理,对起始位于O点的气块(图2),设其初始铅直涡度ξ为零，气块运动速度的南北分量为v。在它受扰动之后，略为向北(v>0)移动而达到A点的过程中,f(=2ωsinφ)增大；但因绝对涡度守恒,ξ 将从0变成负值，使气块的轨迹形成反气旋式的弯曲。气块再向北移动,到达B点时,反气旋式涡度达最大值，这时v =0,气块不能继续向北,转而向南运动(v<0)。在这个过程中，f减少，但因绝对涡度守恒，使铅直涡度逐步增加。当它到达和O 点纬度相同的C 点时，ξ重新变为零；随后再向南移，f继续减小，ξ又变为正量，使气块的轨迹形成气旋式的弯曲。它到达D点时，气旋式涡度达最大值,v=0,该气块又转而向北运动。如此不断地进行，就形成了长波，并向东（或西）传播。