地球上降雨的主要水源是海洋。海洋上空那饱含水汽的暖湿气团进入陆地上空以后，如果遇到寒冷气团在底下顶托，或遇到山地阻拦，就会抬升。暖湿气团的温度随高度而降低，饱和度也就降低，空气中所含过多的水分就要冷却凝结，成云致雨。受到海洋湿润气团影响的地区雨量多，而海洋气团影响不到的地方就干旱少雨。所以，陆地上下的雨，可以说就是“海龙王”的恩赐。
海洋中的水总在蒸发，年年都要把大量的水倾泻到陆地上，长此下去大海会不会干涸呢？这倒不用担心，因为海洋里的水也好，陆地上的地表水、地下水也好，都不是孤立存在的，它们之间存在着相互依存、相互转化的关系。自然界里的水和世上万物一样，也处在不停的运动变化之中。从空中降落到地面的雨水，一部分流入江河，又汇入海洋；一部分渗入地下，地下的水在适当条件下又涌出地面，进入江河湖泊，流入海洋；一部分又被蒸发回到空中。海洋及地面上的水，蒸发以后变成水汽又会进入空中，再次降落到地面或海面上。这个过程循环往复，永无休止地进行着。这就是水循环，它是地球上太阳所能推动的各种循环的一个中心循环。正因为有了水的循环，所以天上的雨水下不完，河里的水流不尽，海洋里的水既不会干涸，也不会因千万条江河的水不停地灌注进去而无限制地上涨。
推动水循环的永恒动力是太阳辐射。进入到地球上的太阳能，约有23%消耗于海洋表面和陆地表面的蒸发上，当水汽凝结时，这些能量又重新释放出来。就全年平均情况来看，大约从北纬40度到南纬30度是一个广大的辐射过剩区域，而极地周围的高纬度地区是辐射亏损区。海陆之间，在不同的季节有着不同的亏损和盈余。只有把热量从盈余的地区向亏损的地区输送，才能达到全球的能量平衡。而水分循环是这种能量输送的主要途径之一。水在海洋中能够形成洋流，水又能够以气液相变的形式来大量地储存和输送能量。这种能量输送保持了全球的能量平衡，使得辐射的亏损区不至于太冷，辐射过剩区不至于太热，为生物提供了一种适宜的生活环境。
有时水循环会出现一些较特殊的情况：在高纬度和高海拔区，自大气层降下的不是水而是雪，落在极地区或山地的雪积久可成冰，水因此得到保存，算是退出循环，退出时间一般为几十年、几百年或几千年。因此，冰雪的固结与消融，影响着参与水循环的水的总量，进而影响全球海面变化。
水循环把地球上所有的水，无论是大气、海洋、地表还是生物圈中的水，都纳入了一个综合的自然系统中，水圈内所有的水都参与水的循环。像人体中，从饮水到水排出体外只要几个小时；大气中的水，从蒸发进入大气，到形成降水离开大气，完成一次循环要8～10天。世界大洋中的水，如果都要蒸发进入大气，完成一次水分循环的过程，需要3000～4000年。
水循环对于地球上的生命具有重大的意义。由于水分循环的存在，使得水成为地球上最活跃的物质。正是由于这种年复一年、日复一日永不停息的水分循环，才使得大气圈气象万千，使得地球表面千姿百态，生机盎然。
学科展望
云雨过程是全球水分循环中最活跃的环节。鉴于当前世界各地淡水资源紧张的情况，开发和利用大气水资源的课题已经提到议事日程。1990年“第二次世界气候大会”在其科技声明中已经把云和水循环列为应加强研究的领域的首位。
“次声”的妙用
声音起源于发声体的机械振动，这种振动通过弹性媒介传播，便形成了声波。人之所以能听到声音，是因为声波传入耳朵，引起了鼓膜振动，刺激听觉神经的结果。但是，人耳能听到的声波频率有一定的范围，大约从20赫兹到2万赫兹，这个范围内的声波叫“可听声波”，大于2万赫兹的声波叫“超声波”，低于20赫兹的声波叫“次声波”。既然人类的耳朵听不到次声波，那它又是怎么被发现的呢？
1932年的夏天，一位气象学家随着前苏联探险船到北冰洋考察，他在放送高空气象探测气球时，将脸颊无意贴到了气球上，感到了一种剧烈的震荡。当天夜晚，探险船遭到了强风暴的袭击。气球的震荡和未来的风暴是巧合，还是有必然的联系？前苏联科学家舒雷金进行了研究，经过多次实验发现，在气球发生强烈震荡后，往往会有强风暴出现，而气球的这种振荡频率小于20赫兹，它是由海面上传来的一种声波引起的，这种声波人听不到，科学家给它起名为“次声波”。
次声波的穿透力很强，在空气中能以1200多公里的时速传播。那么，有哪些东西可以发出次声呢？在自然界火山爆发、地震、台风中心、暴风骤雨、电闪雷鸣、晴空湍流、流星坠落、极光辐射、海面波浪以及海洋中很多鱼类都能发出次声。人工次声源也很多，如核弹爆炸、火箭腾空、大炮发射、飞机飞行、急驶的车、航行的船、高楼大厦摇晃、大桥大坝震动、大功率机器运转、剧烈的化学反应等，都能发生较强的次声。由此看来，无论从陆地到海洋，从森林到高原，从地面到高空，次声是无所不在的，甚至我们的人体在某种意义上也是次声发射源。人的心脏除平时我们熟悉的脉动以外，还存在着一个频率为12赫兹的听不到的次声搏动，而肺在呼吸时发出的次声振动的频率更低，只有025～03赫兹，这是任何高明的医生也听不到的。但这些次声振动已能用磁带录音机记录下来，成为研究心、肺机能的一种补充手段。
既然我们生活的环境中到处都有次声，那就不得不考虑它对生活和人体的影响了。研究发现，1～3赫兹的次声可使人产生恐惧，使动物烦躁不安。强地震前引起“青蛙跳出井，老鼠逃出洞，牛羊蹦出厩”的现象，就是这个频段的次声引起的；3～8赫兹的次声可引起人的神经混乱，使人失去意识能力；8～11赫兹的次声可使人思想集中，增强学习能力；13～40赫兹的声音，可以影响人的意志和感情。
由于人的脏器共振频率大概在几赫兹到十几赫兹范围内，在更强次声作用下可能也会导致五脏俱裂。1948年，一艘名叫“乌兰格梅达”的轮船在航海途中，全体官兵莫名其妙地死去，奄奄一息的报务员坚持拍发了SOS国际呼救信号。等营救人员赶到时，报务员也一命呜呼了，其余全体海员僵死在各自的岗位上，脸上都凝固着恐惧的表情。其肇事者是谁？成了多年来的难解之谜。多年来科学家经过锲而不舍的追踪研究，终于解开了这一神秘之谜，确认这一海难事件的罪魁祸首是辽阔海面上产生的次声波。
实验发现，次声波在空气中传播时声能的损失缓慢，因此，次声波能传得很远。如1961年，前苏联进行1500万吨核试验时，次声波足足绕了地球5圈。由于次声波在空气中每秒能传播340米远，而风暴只能传几十米远，因而次声波总是在风暴到来之前出现。有些动物可以接收到次声波，如海洋中的水母就具有这一超常本领，它的腹部有一个共振腔，腔内生着一个柄，桐上有个球，球内有小小的“听石”。当风暴激起的8～13赫兹的次声波冲击听石时，就刺激球壁内的神经，水母就“听到”次声了，它就及早游向深水或藏到岩石缝隙里，躲避大风浪的袭击。科学家从水母那儿得到启发，造出了“水母耳风暴预测器”，它能提前十多个小时对风暴作出预报。
此外，利用次声远距离传播的特性，还可以进行海啸、地震、火山爆发、磁暴等自然现象的预报，甚至还可以用高灵敏度的次声探测器来监视火箭发射和核试验。用这种方法可听到1500公里外的宇宙飞船的发射，测知5000公里外地震的发生，人们还可以在地球表面搞些定点爆破，让它发生的次声去巡游地球，将地下矿藏和地球内部构造的丰富资料带给人们。相信随着科学技术的发展，次声的研究一定可以兴利除弊，使之更好地造福于人类。
知识链接
有科学家认为，百慕大三角区之谜的罪魁祸首可能就是次声。因为该区域的天气变化极其剧烈，赤道上的热空气与北极的冷空气在此相遇，从而导致剧烈的飓风和龙卷风。猛烈的风暴产生强大的次声波，破坏途经那里的舰船、飞机等。另外，那里的海底地理环境也极其复杂，常常会发生海底地震、海底火山喷发，这些也是强次声的源泉。
诺曼底“气象战”
在战争中，如何正确利用气象条件，达到克敌制胜的目的，是古今中外军事家十分重视的问题。大家都很熟悉的诸葛亮“借东风”，就是我国古代三国时期利用天时克敌制胜的例子。1000多年后，随着军用飞机的产生，作战行动更依赖于准确的气象预报。正是围绕这些天气数据，第二次世界大战中上演了一场独特的诺曼底“气象战”。
第二次世界大战爆发后不久，德国入侵前苏联。此后，前苏联红军便一直单独在广大的欧洲大陆上与德军作战。当时，斯大林就向丘吉尔提出在欧洲开辟第二战场，对纳粹德国实施战略夹击的要求。1943年5月，英美决定在欧洲大陆实施登陆，开辟第二战场。盟军立即开始制定在法国西部诺曼底大举登陆计划，围绕着登陆日期的选择，盟军气象学家和德军气象学家之间开展了一场斗智斗勇的幕后较量。
盟军气象学家经过对历次登陆战的气象因素和英吉利海峡及法国西部沿海的天气、地形以及敌情等情况的分析，认为登陆行动开始后的3天必须具备这样的天气条件：海岸风速不能大于每小时24公里，海面风速不能大于每小时32公里；云高应在900米以上；要有下弦月亮，也就是说要选择月亮出得较晚的日子，因为轰炸机、伞兵、运载步兵的滑翔机等在出发直至接近目标时，需要黑夜的掩护，但在采取行动时又需要有月亮的照明，以便寻找和确认目标；黎明时分，当登陆部队接近海滩时，潮水要落，这样才可能发现德军设置在海滩的障碍物，而且，在同一天的黄昏，当第二批部队登陆时，也需要低潮。在这些气象条件中，最受限制的是月亮和潮水。一月之中，能满足潮水需求的只有6天，且分散在相间半月的两段时间里，这样，能满足月亮要求的仅有3天。据此，盟军最高司令官艾森豪威尔将军为诺曼底登陆选择了3个日子：6月5日、6日、7日。
5月29日，盟军的气象总部通过对未来几天天气形势的分析，认为所确定的登陆日前后，天气不会有大的变动。盟军总部因而向各部队发出了指令，将登陆日定在了6月5日。天公似乎有意为难盟军，就在这个指令刚刚发出不久，中午时分，盟军的一架气象飞机在纽芬兰上空发回来了一组令人忧虑的数据，表明在美国东海岸以外的气候正在发生变化。接着，盟军在大西洋上的一些气象观测点也测到了一个巨大的气旋正向英吉利海峡移来。这突然出现的不测风云，给刚刚定下的诺曼底登陆日期蒙上了阴影。之后几日，更多更详细的气象资料从各个观测点汇集到了气象总部。十分明显，正在纽芬兰和爱尔兰之间迅速形成的几处低气压，对即将举行的诺曼底登陆会构成重大威胁。6月3日，盟军气象总部主任斯苔琪上校向盟军总部报告，6月4日至7日，英吉利海峡将有大雨，风力5级。7日以后天气尚不明确。经过一番权衡，4日凌晨，盟军总部不得不作出推迟24小时登陆的决定。
6月4日上午，大块大块的乌云开始在英吉利海峡的上空堆积起来，风力加大到了4级。从天气的发展趋势来看，三五天内很难有所好转。那么，已经集结起来的如箭在弦的几百万部队又得分散开来，登陆的时间和地区有失密的危险，官兵们旺盛的士气会受到挫伤；此外，进攻的时间越往后推，有利于盟军作战气候的日子就越少，纳粹德国用飞弹袭击英国，从而挫败登陆计划的可能性也越大的。盟军总部为此忧心忡忡，对气象总部寄予厚望，祈求着天气的好转。
在厚望和责任的双重压力下，斯苔琪上校整天埋头专心于一大堆复杂的气象资料中，仔细地寻找、分析和推断，以求绝处逢生。6月4日上午，就在窗外正刮风下雨的时候，他在气象图上突然发现了一个意想不到的情况，有一股冷气流正在向英吉利海峡移动，可能在下午或夜间通过朴茨茅斯；此外，一块刚刚离开纽芬兰的低气压云困在大西洋上已越来越沉重，降慢了向英格兰移动的速度。斯苔琪上校很快得出推论：从冷气流通过到低气压云团来临之前这段时间，英吉利海峡的天气将好转，这一天很可能是6月6日。
经过气象专家们的反复分析和论证后，当晚9时30分，斯苔琪上校向盟军总部会议报告说，从5日的下午到6日的上午天气将转好，风力会减弱，云层将减薄，可以保证头两批登陆部队在6日的拂晓和黄昏登上诺曼底海滩。6日中午以后，天气又将转阴或雨。这个报告使在座的将军们脸上的乌云一扫而光，唯有艾森豪威尔将军不露声色，听着窗外一阵紧似一阵的风雨声，还不能下最后的决心。他要求气象总部进一步分析确定，做到预报万无一失。
6月5日凌晨，斯苔琪上校再次向盟军总部报告：6日的大部分时间有利于登陆，6日以后的天气虽将转阴或雨，但不会威胁登陆行动的完成。艾森豪威尔将军想到，天气虽不理想，但所冒的风险比推迟登陆要小，而且抓住这一天赐良机，可趁德军防备松懈发动奇袭，打他个措手不及。他终于做出了他一生中最重大的至关重要的决定：6月6日登陆！
其实，当6月5日天气开始出现好转之时，德军也完全可以把握住这一变化，从而做出适当的反应。因为他们也深知一月之中有哪几天适合于登陆作战，但连日的风雨使他们放松了戒备。6月4日，德军在巴黎的空军气象站认为，由于气候恶劣，盟军在半月内不会有行动；德国的防空部队甚至接到了不必执勤的命令。德国海军因风浪太大撤回了巡逻的舰艇。6月5日，德国在巴黎的气象观测站预报几天内有暴风雨，决定全站职工放假一天。德军诺曼底地区的司令官隆美尔元帅认定这令人担心的几天因风雨不会发生进犯，于当天乘车赶回德国，回家为太太祝贺生日去了。同一天，驻诺曼底地区的德国第七军团司令杜尔曼将军下令解除戒备状态，召集高级将领去100多英里外进行沙盘演习。
正是德军气象学家的失误以及高层指挥官的一系列错误决策，最终造成了无法挽回的败局。1944年6月6日凌晨，2500架盟军轰炸机将总量为1万吨的炸弹倾泻在了德军海防炮位和工事上。之后，数千艘战舰掩护下的陆军如期登上了诺曼底海滩。
