一、温室效应
大气对地球的保暖作用。地球一方面受太阳辐射而吸收热量，另一方面又按其自身的温度发散热量，这两种热量收支平衡过程的结果，就决定了目前地球表面的平均温度－15℃。
在密度较大的大气下层，长波太阳辐射被水蒸气和二氧化碳吸收，到达地表的主要是短波太阳辐射。穿过大气的太阳直接辐射和散射光，一部分被地表反射，一部分被地表吸收。地表因吸收短波辐射而被加热提高温度，再以长波向外辐射。地表的长波辐射大部分被大气中的水蒸气、二氧化碳、甲烷、臭氧等吸收。同样，大气吸收辐射能后被加热，也以长波向地表和天空辐射。于是，很大一部分辐射能又返回地表。大部分长波辐射能被阻留在地表和大气下层，从而使其温度增高。这种现象同温室中的相似，故称为温室效应。大气中能起温室效应的气体称为温室气体，其含量的多少会影响温室效应的强弱（即地球平均温度增加的程度）。近百年来由于工业化的进展和人类活动的影响，致使大气中一些温室气体（如二氧化碳、甲烷、氯氟烃、一氧化二氮等）的浓度持续增长，这就增强了自然温室效应。其结果使全球气候变暖，造成严重的环境问题，可能对自然生态系统和人类产生不利影响，成为全世界关心的重大问题之一。
二、热岛现象
一个地区（主要指城市）由于人口稠密、工业集中造成温度高于周围地区的现象。城市温度的分布一般是工商业和人口集中的市中心区温度最高，随着同市中心距离的增加，温度逐渐下降，至城市郊区，温度则同周围农村相近。热岛现象可以造成局部地区的气象异常。最明显的如城市大气温度较高，空气上升，郊区农村的冷空气就流入城市。城乡之间空气的这种热对流，在夜间尤为明显，称为城市风。
三、热污染
人类活动影响和危害热环境的现象。由于人类生活与生产活动引起局部、区域或全球环境热平衡的破坏，其影响若超过人类或生物的适应能力，就会酿成直接或间接的危害。电站、特别是核电站向环境中排入大量废热，可使接纳废热的水体产生不良的生态学影响，温度的变化对于鱼类的生长和生理过程起着重要作用；一个地区如城市，由于大量废热排入大气，致使城市气温高于周围地区，形成所谓热岛现象，可造成局部地区的气候异常；人类活动影响和危害热环境的现象，还由于全球燃烧大量矿物燃料，排入大气的二氧化碳、氯、氮氧化物、氢氧基以及微粒，改变了太阳辐射和地球辐射的透过率，使地球表面平均温度增加，即温室效应，破坏了环境的热平衡，形成全球性的热污染。
环境热污染对人类的危害大多是间接的。环境冷热变化首先冲击对温度敏感的生物，破坏原有的生态平衡，然后以食物短缺，疫病流行等形式波及人类。人们对自然气候还远未充分了解，控制与之有关的热污染问题尚处于探索阶段。
四、热量与生命
你是否发现，即使我们喝下大量冰镇饮料或在热水浴池中泡上很长时间，我们的体温也不会有多大变化．身体放热和吸热时，体温为什么不降低或升高呢?
原来，在人和一些动物的下丘脑中(位于大脑皮层下面)，有一个负责保持体温不变的“调节器”．当喝下冰镇饮料后，胃壁温度降低，胃部神经凉的感觉信号传给了下丘脑，它立即指令加快血液循环，把大量热量带到胃壁，保持了胃的正常温度．当外界温度降低时，下丘脑立即发出指令，加快新陈代谢多产生热量，还指令毛孔收缩，减少散热，以保持正常体温．
然而，下丘脑的调节功能是有限度的．若外界温度过低，新陈代谢产生的热量将补偿不了由于身体表面蒸发、传导和呼吸引起的热量损失．于是体温下降，严重时就造成死亡．因此，人在冬天要穿上棉衣御寒．生活在寒冷环境中的动物都有厚厚的毛皮，一只北极熊，不必加快新陈代谢的速度，就能在-50℃的环境中舒舒服服地过日子．
当外界温度较高时，人和动物就要向外界加快散热以保持体温．例如人在热水浴时．下丘脑发出指令加快皮肤的血液循环，大量散热出汗，同时加快呼吸，使热量随气体和水分一同排出，从而有效地防止了人体温度的上升．有的动物没有汗腺，向外散发热量就有些困难了，狗就是这种动物之一．夏天狗总是张着嘴、伸着舌头，它就是靠伸长的舌头蒸发水分、散发热量的．
应用物理学概念和规律来研究生命运动，已经形成一门新的边缘学科——生物物理学．
五、风的起源
风是最熟悉的自然现象。要了解风的形成必须了解包围着地球的大气的运动。大气的流动也像水流一样是从压力高处往压力低处流。太阳能正是形成大气压差的原因。
由于地球自转轴与围绕太阳的公转轴之间存在66．5°的夹角，因此对地球上不同地点，太阳照射角度是不同的，而且对同一地点一年365天中这个角度也是变化的。地球上某处所接受的太阳辐射能正是与该地点太阳照射角的正弦成正比。地球南北极接受太阳辐射能少，所以温度低，气压高；而赤道接受热量多，温度高，气压低。另外地球又绕自转轴每24h旋转一周，温度、气压昼夜变化。这样由于地球表面各处的温度、气压变化，气流就会从压力高处向压力低处运动，以便把热量从热带向两极输送，因此形成不同方向的风，并伴随不同的气象变化。大洋中的海流也起着类似的作用。从全球尺度来看，大气中的气流是巨大的能量传输介质，地球的自转以进一步促进了大气中半永久性的行星尺度环流的形成。下图表示了地球上风的运动方向。
地球上各处的地形地貌也会影响风的形成，如海边，由于海水热容量大，接受太阳辐射能后，表面升温慢，陆地热容量小，升温比较快。于是在白天，由于陆地空气温度高，空气上升而形成海面吹向陆地的海陆风。反之在夜晚，海水降温慢，海面空气 温度高，空气上升而形成由陆地吹向海面的陆海风（见下图）。
（a）白昼海陆风；（b）夜间陆海风
在山区，白天太阳使山上空气温度升高，随着热空气上升，山谷冷空气随之向上运动，形成“谷风”。相反到夜间，空气中的热量向高处散发，气体密度增加，空气沿山坡向下移动，又形成所谓“山风”（见下图）。另外局部温度梯度等因素也会使风能分布发生变化。
（a）白天“谷风”；（b）夜间“山风”
