有阳光的原因，有地球自转的原因，有地球上土地和水的分布的原因，热力学第零定律把这些因素联系起来。除了急流空气的冷热大循环外，大气中的风向与地球自转有关。赤道和极地的空气对流到中层区域。由于温差的原因，冷热大军相遇时会出现降雨、降雪、热带风暴等天气现象，从而形成整体的大气环流。
大气为什么环流?是因为地球自转吗？
有太阳光的原因，有地球自转的原因，也有地球水陆分布的原因，而把这些种种因素联系起来的是热力学第零定律。什么是热力学第零定律？热力学第零定律（ZerothLawofThermodynamics），指如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同)，则它们彼此也必定处于热平衡。
热平衡方程：Q放=Q吸。为什么叫第零定律？这似乎和我们日常的取名习惯不符，第一就第一嘛，非要叫个第零。其实是因为在这条定律出现之前，热力学第一定律和热力学第二定律早就出来80年了。可能是它太基础了吧，以致于之前人们都没把它当个定律提出来。直到1939年，英国物理学家拉尔夫·福勒才把它提了出来，但它作为热力学的基础，应该放在所有热力学定律最前面，于是就只好叫第零定律了。
热力学第零定律揭示了世上一切东西都趋于温度一致发展。基于热力学第零定律的冷热空气对流形成了大气环流。先举一个日常的例子，一缸热水浴洗着洗着就变凉了，于是你提来一壶100℃的开水从浴缸的一头倒了进去，然后热水猛冲进浴缸里后，会慢慢往上层流动，原来的冷水会从下层对流，这就形成了水环流，目的是为了让水温达到新的热平衡。
大气环流也是这个原理，倒的哪壶热水就是太阳光。由于地球旋转轴倾斜的原因，太阳光只会直射赤道附近，在南北温差线间徘徊。相当于一直使劲地往这个位置倒热水。大气受到太阳光的加热不均，大范围来说，赤道热两极冷，就会在赤道与极地分别形成热空气与冷空气。冷空气重就会下沉，热空气轻就会上升。而它们之间的这个温度差就是导致大气环流的根本原因。
下图（图一）为大气的循环方式。赤道那一团云代表了赤道云带，这是由于太阳加热赤道的海洋与陆地，温润潮湿的水汽随着低压空气上升形成的。而在两极空气干冷下沉，形成一个降水很小的高压区，称为极低高压区。赤道和极地的空气往中维度区域对流，因为有温差，冷热大军交汇就会出现降雨、降雪、热带风暴等等天气现象，整体上形成大气环流。
气候终结者：喷射气流除了大的冷热循环，大气中的风向就与地球的自转有关系了。其中最有特点的就是喷射气流。1935年3月15日，世界环球飞行记录保持者威利·波斯特从加利福尼亚的伯班克起飞，开始了他又一轮的世界记录挑战，只是这一次他不是挑战飞行速度，而是飞行高度。当他飞到10公里的高空时，第一次发现了一股非常奇怪的气流，虽然他的飞机只有170迈，但他的地面速度却是这个速度两倍，这是人类第一次发现喷射气流。
喷射气流是低压的温润热带空气与高压的寒冷寒带空气交汇形成的产物，而由于地球自转的原因，它总是吹向东方。喷射气流有两种，一种是环绕极地的极地喷射气流，一种是环绕亚热带的亚热带喷射气流。而亚热带喷射气流环绕的区域也叫做亚热带无风带，也就是南北纬30°的地方。喷射气流就像是一个橡皮檫，可以直接把一切气候抹除，所以（图一）你会看见大气循环断成了几个小循环。
而南北亚热带无风带到两极之间的区域是天气系统最为复杂的区域（∞形状的区域）。大气环流中的“蝴蝶效应”大气环流会引发许多奇异的气候现象，其中最有名的可能就是“蝴蝶效应”了。在中国的一只蝴蝶扇动几下翅膀，就可以引起美国南卡罗来纳洲的一场风暴，这是蝴蝶效应（TheButterflyEffect）要表达的本意。
1963年，美国气象学家爱德华·洛伦茨在提交给纽约科学院的论文中做了详细的介绍和分析。蝴蝶效应看似神秘，其实是一种正常的自然现象。就像在浴缸里，如果你不经意间动了一下小脚趾，就可能产生足够长的水波，影响冷热水的混合进度。而地球上各种基于大气环流的天气系统，最终目的都是试图平衡赤道和两极的温差。
