大气环流的动能主要来自热量按纬度分布不均匀所产生的位能，故属于热力环流。热力环流可以用锅中烧水模拟。如果把火力集中在锅底的中心（热源），那么中心的水就会受热上升，锅边（冷源或热汇）的水就会向中心流来，填补上升水流的空间。上升的水达到水面便向周边流去，然后再在那里下降，补充流向中心的水流。大气环流也是如此，赤道附近的热带是大气加热的热源，极地附近高纬度地区是大气冷却的冷源，大气循环就是两者之间的热力环流系统。只不过大气循环不是在静止的水锅里，而是在旋转地球上的环流系统。

　　如果把水锅仿照地球自转那样旋转起来，气流就不再径直在锅心与周边之间流动，而是水流的方向发生偏转，这个作用力叫做地球自转偏向力。前苏联海洋学者舒列金索性把热力环流叫做热机，即由热力发动的机器，这是十分形象的，他认为大气环流主要由行星热机和海陆热机相互作用的结果。所谓行星热机指的是由于太阳辐射在地球上的纬度差别所产生的冷热源与地球自转偏向力共同产生的风系，是地球行星天文条件的产物，所以叫做行星环流，它的热源位于赤道及两侧的热带地区，冷源位于极地附近的高纬度地区。中纬度地带的西风带一般认为是行星环流系统里的重要成员。所谓海陆热机就是由海陆之间的热力差别形成的环流系统。海陆热机由于陆地温度变化幅度远大于海洋的结果，所以冬季热源在海洋，冷源在大陆。夏季正好相反，热源在大陆，冷源在海洋。由于冷热源冬夏是换位的，所以产生冬夏方向相反的季风。冬季风由北方大陆流向南方海洋，夏季风由低纬度热带海洋流向大陆。

　　海陆热机的强度可以用同纬度大陆内地与海洋中心地区的温度比较表示，冬季（1月）的最大强度达到52℃，夏季（7月）则达到16℃。行星热机的强度在北半球它的冬季强度约为60℃，夏季约为26℃。舒列金认为这两部热机的强度是大体相当的。前苏联学者根据两部热机的相互影响，描绘出大气环流的概念模式，十分形象地解释了冬夏环流的成因与许多特点。如冬季大陆东岸的冷槽，大陆西部的高脊，夏季大陆西岸的低槽与东岸的高脊等现象。

　　根据罗斯贝的行星环流理论，中纬度带是对流层的西风气流带，舒列金的两部热机学说也沿用他的理论，所以西风带一直公认属于行星风系，似乎没有异议。但只要看看太阳辐射的季节分布，就难免产生怀疑。因为在盛夏季节，主要是6月，其次是7月，高辐射区在极地，而不是赤道。只考虑辐射而不考虑其它因子计算出来的温度，叫辐射平衡温度，那么6月极地的平衡温度比赤道高19℃，而不是低于赤道温度，故行星气流应当是东风，不是西风。

　　平流层的的情况恰好反映了行星冷热源分布的特点。盛夏期间的高温区是在极地，赤道的温度要比极地冷得多，成为冷源。平流层东风正是这种行星冷热源产生的热力环流。但是，中纬带对流层却是西风，而不是东风，显然不是行星环流，必有其它成因。这就是极冰冷源，极冰冷源就是极冰物理性质的产物，而不涉及天文原因。

　　由于极冰的存在，冰雪面强大的反射力能把大部分辐射送回太空，故到达极地的太阳辐射虽多，地面实际的辐射收入并不多，甚至远少于赤道的太阳辐射的收入，加上融雪化冰需要大量热量，使得极地不但不能成为热源，反而是夏季的强大冷源。只不过它不是天文原因，而是极冰的原因形成的。很显然，极冰冷源只存在于夏季，冬季这里辐射本来很少，甚至没有，所以同行星冷源融成一体，无独立意义。即使在盛夏，极冰冷源由于大陆内地热源的阻挡，也只能影响大陆北部对流层，不影响大陆南部和对流层顶以上的平流层。

　　由于极冰热机的存在，在盛夏季节就不是两部热机的相互作用，而是三部热机的相互作用。前苏联学者的两部热机的相互作用的模式中主要考虑的是西纬圈方向上的的气流与气候槽脊，没有解释东亚的南支强大西风急流与夏季亚洲南部的东风急流的形成。

　　如果分析经向上这三部热机的温度梯度（即单位距离的温度差）的方向组合，就可以更好地说明这一些现象和其它很多重要环流季节特点的形成原因。

　　在北半球的盛夏期间，行星太阳辐射的强度是由北向南减小的。海陆热机则不同，它的热源在大陆，在大陆南部的温度梯度指向南方的海洋，与行星温度梯度方向一致，互相加强，是这里强大东风急流的原因。大陆北部与北冰洋之间的海陆温度梯度与极冰温度梯度都是向北的，但行星温度梯度却向南，最后仍然形成西风，但强度不大。这都符合实际情况。

　　另外，冬季虽然没有极冰冷源，但却有极地冷源，故经向海陆温度梯度的影响仍然是很显著的。冬季大陆是冷源，海洋是热源，故在大陆的南岸，海陆与行星温度梯度都是向北的，两者共同形成强大的南支急流。在大陆的北岸海陆已经联成一片冰雪世界，所以只有行星温度梯度的影响，有一支西风急流，但强度不大，地理位置并不固定，有较大的变化。因为墨西哥暖流的影响，故在西亚、欧洲的北岸形成较强的向南的温度梯度，是这里东风较多和乌拉尔高压活动频繁的原因。

　　中国是季风区域，旱涝冷暖无不决定冬夏两种季风。极冰冷源的存在极大加强了冷空气的强度。如果这个冷源消失，冬季风就只能在冬季出现，夏季失去了冷空气的来源，不能形成较大的降水，故除了热带气旋外，全国就会因降水少而处于伏旱状态。极冰冷源作为一种重要自然现象，每年也是有差别的，直接影响我国的旱涝灾害。中国的气候是这三种热机的共同影响的结果。因此，极冰冷源的动态监测和引进预报模式，是改进灾害预报应当考虑的重要因素。

　　应当指出的是，在当前全球增温的情况下，高纬度增温的幅度为全球平均幅度的两倍，极冰热机属于敏感现象，值得高度重视。但是，极冰的形成决定于海陆分布，现在南极是一片暖洋流无法到达的大陆，北极海是一个陆地环绕的半封闭海洋，到达的暖洋流也十分有限。这种海陆分布所形成的极冰冷源正是第四纪冰河期的一个重要标志，不是温室效应而能完全改变的。 （来源于2005年4月28日《中国气象报》 作者：张家诚）