ลมฟ้าอากาศ (Weather) หมายถึง สภาพอากาศในแต่ละช่วงเวลา แต่ละสถานที่ ซึ่งแปรเปลี่ยนอยูjตลอดเวลา
ภูมิอากาศ (Climate) หมายถึง สรุปลักษณะสภาพลมฟ้าอากาศซึ่งหมุนเวียนไปตามฤดูกาลของแต่ละสถานที่
จากภาพที่ 1 แสดงถึง แกนของโลกเอียง 23.5° กับระนาบวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ ในวันที่ 21 มิ.ย. โลกหันขั้วเหนือเข้าหาดวงอาทิตย์ บริเวณเหนือเส้นอาร์คติกเซอร์เคิล (ละติจูด 66.5° เหนือ) ขึ้นไป จะได้รับแสงอาทิตย์ตลอดเวลา ส่วนบริเวณใต้เส้นแอนตาร์คติกเซอร์เคิล (ละติจูด 66.5° ใต้) ลงมา จะเป็นกลางคืนตลอดเวลา ซีกโลกเหนือเป็นฤดูร้อน ขณะที่ซีกโลกใต้เป็นฤดูหนาว หกเดือนต่อมา ในวันที่ 21 ธ.ค. บริเวณใต้เส้นแอนตาร์คติกเซอร์เคิล (ละติจูด 66.5° ใต้) ลงมา จะได้รับแสงอาทิตย์ตลอดเวลา ส่วนบริเวณเหนือเส้นอาร์คติกเซอร์เคิล (ละติจูด 66.5° เหนือ) ขึ้นไป จะกลายเป็นกลางคืนตลอดเวลา ซีกโลกใต้เป็นฤดูร้อน ขณะที่ซีกโลกเหนือเป็นฤดูหนาว หากโลกเป็นทรงกลมที่สมบูรณ์และมีพื้นผิวราบเรียบ ไม่มีภูเขาหุบเขา ไม่มีทะเลมหาสมุทร และมีองค์ประกอบของพื้นผิวเป็นเนื้อเดียวกัน ไม่มีแม้กระทั่งใบไม้ใบหญ้า เราสามารถแบ่งเขตภูมิอากาศในแต่ละซีกโลกออกเป็น 3 เขต ดังนี้ เขตร้อน อยู่ระหว่างเส้นทรอปิคออฟแคนเซอร์ กับเส้นทรอปิคออฟแคปริคอน (ละติจูด 23.5° ใต้) แสงอาทิตย์ตกกระทบพื้นโลกเป็นมุมชัน และมีโอกาสที่ดวงอาทิตย์จะอยู่เหนือศีรษะได้ พื้นที่เขตนี้จึงรับพลังงานจากดวงอาทิตย์ได้มากกว่าส่วนอื่น ๆ ของโลก เขตอบอุ่น อยู่ระหว่างเส้นทรอปิคออฟแคนเซอร์ (ละติจูด 23.5° เหนือ) กับเส้นอาร์คติกเซอร์เคิล (ละติจูด 66.5° เหนือ) และพื้นที่ระหว่างเส้นทรอปิคออฟแคปริคอน (ละติจูด 23.5° ใต้) กับเส้นแอนตาร์คติกเซอร์เคิล (ละติจูด 66.5° ใต้) แสงอาทิตย์ตกกระทบพื้นโลกเป็นมุมเฉียง แม้ว่าไม่มีโอกาสที่ดวงอาทิตย์จะอยู่เหนือศีรษะ แต่ก็ยังได้รับแสงอาทิตย์ตลอดปี เขตหนาว อยู่เหนือเส้นอาร์คติกเซอร์เคิล (ละติจูด 66.5° เหนือ) ขึ้นไป และใต้เส้นแอนตาร์คติกเซอร์เคิล (ละติจูด 66.5° ใต้) ลงมา แสงอาทิตย์ตกกระทบพื้นโลกเป็นมุมลาด มีโอกาสได้รับแสงอาทิตย์ในช่วงฤดูหนาวน้อยมาก แต่เนื่องจากโลกมิใช่ทรงกลมที่สมบูรณ์ และมีพื้นผิวไม่ราบเรียบ มีทั้งที่ราบ ภูเขา หุบเขา ทะเล มหาสมุทร และถูกปกคลุมด้วยสิ่งปกคลุมและพืชพรรณต่างๆ กัน เราจึงแบ่งเขตภูมิอากาศโลก โดยพิจารณาปัจจัยที่ควบคุมสภาพภูมิอากาศ ดังนี้ ความเข้มของแสงแดด ซึ่งแปรผันตามละติจูด แสงอาทิตย์ตกกระทบพื้นผิวบริเวณศูนย์สูตรเป็นมุมชันกว่าบริเวณขั้วโลก ความเข้มของแสงจึงมากกว่า ประกอบกับแสงอาทิตย์เดินทางผ่านชั้นบรรยากาศบริเวณศูนย์สูตร เป็นระยะทางสั้นกว่าผ่านชั้นบรรยากาศบริเวณขั้วโลก เพราะฉะนั้นยิ่งละติจูดสูงขึ้นไป ความเข้มของแสงแดดยิ่งน้อย อุณหภูมิยิ่งต่ำ การกระจายตัวของแผ่นดิน และมหาสมุทร พื้นดินและพื้นน้ำมีความสามารถดูดกลืนและคายความร้อนไม่เท่ากัน จึงมีผลต่อความกดอากาศ ตลอดจนทิศทางและความเร็วลมท กระแสน้ำในมหาสมุทร กระแสน้ำมีความสัมพันธ์กับกระแสลมผิวพื้น อุณหภูมิของน้ำทะเลมีผลต่ออุณหภูมิและความชื้นของอากาศ กระแสน้ำอุ่นและกระแสน้ำเย็นจึงมิอิทธิพลต่ออุณหภูมิของอากาศผิวพื้นโดยตรง กระแสลมจากมหาสมุทร ลมเป็นตัวถ่ายเทความร้อนของบรรยากาศ กระแสลมในมหาสมุทรสามารถหอบเอาไอน้ำจากมหาสมุทร มาทำความชุ่มชื่นให้กับตอนในของทวีป ตำแหน่งของหย่อมความกดอากาศต่ำ และหย่อมความกดอากาศสูง เป็นตัวกำหนดการเคลื่อนที่ของอากาศทั้งแนวดิ่งและแนวตั้ง ความกดอากาศต่ำทำให้เกิดเมฆและหยาดน้ำฟ้า ความกดอากาศสูงทำให้ท้องฟ้าโปร่ง แรงเกรเดียนความกดอากาศซึ่งเกิดจากความแตกต่างของความกดอากาศ ทำให้เกิดกระแสลม เทือกเขา เป็นกำแพงขวางกั้นทิศทางลม เมื่อลมปะทะกับเทือกเขาจะเกิดการยกตัวของกลุ่มอากาศ และเกิดการควบแน่นเป็นเมฆและหยาดน้ำฟ้า ทำให้ด้านหน้าของเทือกเขามีความชุ่มชื้น อากาศแห้งจมลงด้านหลังเขา เกิดเป็นเขตเงาฝนที่แห้งแล้ง ระดับสูงของพื้นที่ ยิ่งสูงขึ้นอุณหภูมิยิ่งต่ำลง ณ ตำแหน่งละติจูดเดียวกัน พื้นที่สูงจะมีอุณหภูมิต่ำกว่าพื้นที่ราบ
การจำแนกภูมิอากาศโลก ในปี ค.ศ.1918 วลาดิเมียร์ เคิปเปน (Vladimir Kóppen) นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอร์มัน ได้จำแนกภูมิอากาศโลกโดยใช้เกณฑ์อุณหภูมิเฉลี่ยรายเดือนและปริมาณหยาดน้ำฟ้า โดยใช้สัญลักษณ์เป็นตัวอักษรภาษาอังกฤษ ดังนี้ A ภูมิอากาศร้อนชื้นแถบศูนย์สูตร ทุกเดือนมีอุณหภูมิเฉลี่ยสูงกว่า 18°C ไม่มีฤดูหนาว B ภูมิอากาศแห้ง อัตราการระเหยของน้ำมากกว่าหยาดน้ำฟ้าที่ตกลงมา C ภูมิอากาศอบอุ่นชื้นแถบละติจูดกลาง ฤดูร้อนอากาศอบอุ่น ฤดูหนาวไม่หนาวมาก อุณหภูมิเฉลี่ยของเดือนที่หนาวที่สุดต่ำกว่า 18°C และสูงกว่า -3°C D ภูมิอากาศชื้นภาคพื้นทวีป ฤดูร้อนอากาศเย็น ฤดูหนาวหนาวเย็น อุณหภูมิเฉลี่ยของเดือนที่อบอุ่นที่สุดไม่ต่ำกว่า 10°C อุณหภูมิเฉลี่ยของเดือนที่หนาวที่สุดต่ำกว่า -3°C E ภูมิอากาศขั้วโลก อุณหภูมิเฉลี่ยของเดือนที่อบอุ่นที่สุดต่ำกว่า 10°C H ภูมิอากาศแถบภูเขาสูง เป็นลักษณะภูมิอากาศหลายแบบรวมกัน ตามระดับสูงของภูเขา (กำหนดโดยนักวิทยาศาสตร์ในสมัยต่อมา)
ภูมิอากาศแถบร้อนชื้นแถบศูนย์สูตร (Tropical Moist Climates) : A เป็นบริเวณที่มีอากาศร้อนชื้น ทุกๆ เดือนมีอุณหภูมิเฉลี่ยไม่ต่ำกว่า 18°C และมีฝนตกมากกว่า 150 เซนติเมตร กลางวันมีอุณหภูมิเฉลี่ย 32°C กลางคืนมีอุณหภูมิเฉลี่ย 22°C กลางวันและกลางคืนมีอุณหภูมิไม่แตกต่างกันมาก เนื่องจากอยู่ในแนวปะทะอากาศเขตร้อน (ITCZ) จึงมีการก่อตัวของเมฆคิวมูลัส และเมฆคิวมูโลนิมบัส ทำให้เกิดพายุฝนฟ้าคะนองในช่วงบ่ายและเย็น สภาพอากาศจะสงบท้องฟ้าใสหลังจากที่ฝนตกลงมา เนื่องจากความชื้นสูงมีไอน้ำในอากาศจำนวนมาก จึงมักมีการควบแน่นเกิดน้ำค้างและหมอกปกคลุมพื้นดินเวลากลางคืน มีปริมาณน้ำฝนเฉลี่ย 2,500 มิลลิเมตรต่อปี
ภาพที่ 2 ภูมิอากาศร้อนชื้นแถบศูนย์สูตร
พื้นที่ส่วนใหญ่อยู่ระหว่างละติจูดที่ 25° เหนือ - 25° ใต้ ได้แก่ ลุ่มน้ำอเมซอนในประเทศบราซิล ลุ่มน้ำคองโกในตอนกลางของทวีปแอฟริกา หมู่เกาะในประเทศอินโดนีเซีย เอเชียตะวันออกเฉียงใต้ รวมทั้งประเทศไทย พื้นที่บางส่วนปกคลุมด้วยป่าฝนเขตร้อน (Tropical rain forest) มีความหลากหลายทางชีวภาพสูง ป่าฝนเขตร้อนมีพื้นที่เพียง 7% ของโลก แต่มีสปีชีส์ของสิ่งมีชีวิตมากกว่าครึ่งหนึ่งของโลก
ภูมิอากาศแห้ง (Dry Climates) : B เป็นบริเวณที่อากาศแห้ง ปริมาณการระเหยของน้ำมากกว่าปริมาณหยาดน้ำฟ้าที่ตกลงมา ทำให้ท้องฟ้าโปร่ง แสงอาทิตย์ตกกระทบพื้นผิวมีความเข้มแสงมากกว่า 90% กลางวันมีอุณหภูมิสูงกว่า 38°C (50° ในช่วงฤดูร้อน) กลางคืนอาจจะมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง (-15°C ในช่วงฤดูหนาว) กลางวันและกลางคืนมีอุณหภูมิต่างกันมาก ปริมาณน้ำฝนในรอบปีเพียงประมาณ 5 เซนติเมตร บางปีอาจไม่มีฝนตกเลย
ภาพที่ 3 ภูมิอากาศแห้ง
พื้นที่ในเขตนี้กินอาณาบริเวณถึง 30% ของพื้นทวีปทั้งหมดของโลก อยู่ระหว่างละติจูดที่ 20° - 30° เหนือและใต้ โดยมากจะเป็นทะเลทรายบนที่ราบซึ่งห้อมล้อมด้วยเทือกเขา ได้แก่ ทะเลทรายซาฮาร่าในทวีปแอฟริกาตอนเหนือ ทะเลทรายโกบีในประเทศจีน มีความแห้งแล้งเนื่องจากอยู่ในบริเวณแถบความกดอากาศสูงกึ่งศูนย์สูตร ซึ่งเกิดจากมวลอากาศแห้งปะทะกันแล้วจมตัวลง ภูมิอากาศอบอุ่นชื้นแถบละติจูดกลาง (Moist subtropical mid-lattitude climate) : C เป็นบริเวณที่ฤดูร้อนและฤดูหนาวมีอุณหภูมิไม่แตกต่างกันมาก เพราะว่ามีอากาศชื้นตลอดทั้งปีเนื่องจากพื้นที่ส่วนใหญ่อยู่ใกล้ทะเลและมหาสมุทร อุณหภูมิเฉลี่ยของเดือนที่หนาวที่สุดต่ำกว่า 18°C และสูงกว่า -3°C แบ่งย่อยออกเป็น
ภาพที่ 4 ภูมิอากาศแถบละติจูดกลาง
ภูมิอากาศแถบเมดิเตอร์เรเนียน (Mediterranean climates) พื้นที่ส่วนใหญ่อยู่รอบชายฝั่งทะเลเมดิเตอร์เรเนียน ทางตอนใต้ของทวีปยุโรป และตอนเหนือของทวีปยุโรป เป็นเขตที่มีฝนตกน้อย พืชพรรณเป็นพุ่มเตี้ย มักเกิดไฟป่าในช่วงฤดูร้อน และมีฝนตกในช่วงฤดูหนาว ภูมิอากาศแถบอบอุ่น (Temperate climates) พื้นที่ส่วนใหญ่อยู่ระหว่างละติจูดที่ 25° - 40° เหนือ ได้แก่ ทวีปยุโรปตอนกลาง และซีกตะวันออกของประเทศสหรัฐอเมริกาและประเทศจีน เป็นบริเวณที่ฤดูกาลทั้งสี่มีความแตกต่างอย่างเด่นชัด ปริมาณน้ำฝนในรอบปีประมาณ 500 - 1,500 มิลลิเมตร
ภูมิอากาศชื้นภาคพื้นทวีป (Humid continental climates) : D ลมเวสเทอลีส์พัดมาจากมหาสมุทรทางด้านตะวันตก นำความชื้นเข้ามาสู่ภาคพื้นทวีปซึ่งอยู่ตอนใน เนื่องจากอยู่ในเขตละติจูดสูง อากาศจึงหนาวเย็นในช่วงฤดูร้อน (อุณหภูมิเฉลี่ยของเดือนที่อบอุ่นที่สุดไม่ต่ำกว่า 10°C) และมีสภาพอากาศรุนแรงในช่วงฤดูหนาว อากาศหยาวเย็นปกคลุมนานถึง 9 เดือน (อุณหภูมิเฉลี่ยของเดือนที่หนาวที่สุดต่ำกว่า -3°C) ซึ่งทำให้น้ำแข็งจับตัวภายในดิน ทำให้ต้นไม้เจริญเติบโตได้ช้า
ภาพที่ 5 ภูมิอากาศชื้นภาคพื้นทวีป
พื้นที่ส่วนใหญ่อยู่ในอยู่ระหว่างละติจูดที่ 40° - 60° เหนือ ของทวีปอเมริกาเหนือ ยุโรป และเอเชีย ในแถบความกดอากาศต่ำกึ่งขั้วโลก แนวปะทะอากาศขั้วโลกทำให้เกิดการยกตัว ทำให้เกิดการควบแน่นของหยาดน้ำฟ้าช่วยให้พื้นดินมีความชื้น (หมายเหตุ: ภูมิอากาศชื้นภาคพื้นทวีปไม่มีในเขตซีกโลกใต้ เนื่องจากพื้นที่ส่วนใหญ่ของละติจูดนี้ในซีกโลกใต้ ส่วนใหญ่เป็นมหาสมุทร ไม่มีพื้นทวีปขนาดใหญ่)
ภูมิอากาศขั้วโลก (Polar Climates) : E มีอากาศแห้ง ลมแรง และหนาวเย็นตลอดทั้งปี ฤดูร้อนมีอุณหภูมิสูงกว่าจุดน้ำแข็งเพียงแค่ 2-4 เดือน (ต่ำกว่า 10°C) มีฤดูหนาวที่ยาวนาน และมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง พื้นที่ส่วนใหญ่อยู่เหนือเส้นอาร์คติกเซอร์เคิล (66.5°เหนือ) ขึ้นไป และใต้เส้นแอนตาร์คติกเซอร์เคิล (66.5°ใต้) ลงมา บริเวณใกล้กับขั้วโลกเช่น เกาะกรีนแลนด์และทวีปแอนตาร์กติกมีแผ่นน้ำแข็งถาวรหนาหลายร้อยเมตรปกคลุม พื้นมหาสมุทรเต็มไปด้วยภูเขาน้ำแข็ง พื้นทวีปในส่วนที่ห่างไกลจากขั้วโลก น้ำในดินแข็งตัวอย่างถาวร พืชส่วนใหญ่ไม่สามารถเจริญเติบโตได้ มีแต่หญ้าและป่าสน
ภาพที่ 6 ภูมิอากาศขั้วโลก
ภูมิอากาศแถบภูเขาสูง (Highland Climates) : H เป็นลักษณะภูมิอากาศหลายแบบรวมกันขึ้นอยู่กับระดับสูงของพื้นที่ บนยอดเขาสูงมีความหนาวเย็นคล้ายคลึงกับภูมิอากาศขั้วโลก หากแต่มีความชื้นสูงซึ่งเกิดจากอากาศยกตัวและควบแน่น สภาพลมฟ้าอากาศเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ภูมิอากาศแบบนี้ปกคลุมพื้นที่เล็กๆ ตามเทือกเขาสูงของโลก เช่น เทือกเขาหิมาลัยในทวีปเอเชีย เทือกเขาเซียร์ราเนวาดา ในทวีปอเมริกาเหนือ และเทือกเขาแอนดิสในทวีปอเมริกาใต้ ชนิดของพืชพรรณตามไหล่เขา เปลี่ยนไปตามสภาพภูมิอากาศซึ่งแตกต่างกันทุกๆ ระยะสูงที่เพิ่มขึ้น 300 เมตร เช่น บริเวณตีนเขาอาจเป็นไม้ผลัดใบ สูงขึ้นมาเป็นป่าสน และไม้แคระ ยอดเขาปกคลุมด้วยธารน้ำแข็ง
ภาพที่ 7 ภูมิอากาศแถบภูเขาสูง
