氣旋（Cyclone）又稱低氣壓，是占有三度空間的、在同一高度（等壓面）上，具有閉合等壓（高）線，中心氣壓（高度）低于周圍的大型渦旋，實質是一個由氣流垂直運動連接而成的低空輻合、高空輻散的環流系統。按半球分布可劃分為北半球氣旋和南半球氣旋，它在北半球作逆時針旋轉；在南半球則相反（順時針方向旋轉）。按形成與活動地區，氣旋可分為溫帶氣旋、熱帶氣旋和極地氣旋；按熱力結構，氣旋可分為鋒面氣旋和無鋒面氣旋。溫帶氣旋主要出現在亞洲東部、北美洲、地中海等地區。熱帶氣旋主要分布在北半球，北半球遠多于南半球，集中發生于緯度10°~20°之間的低緯度洋面。氣旋還分布于兩極地區等。
氣流從四周流向低空的低壓區，使低壓區中心的空氣被迫抬升至高空后向四周流出，低層大氣不斷從四周流入低壓中心以補充上升的空氣，到高空后又自動流出，如此循環往復形成了氣旋。在一定條件下，不同的氣旋還可互相轉化。
氣旋是產生天氣現象和進行天氣分析預報的主要天氣系統，其常見表現形式有臺風、龍卷風、中尺度氣旋等，過境多帶來狂風暴雨、巨浪、風暴潮等災害天氣，對人類的生產生活造成了重大影響。近幾十年來，世界氣象組織不斷改進監測方法，平均統計誤差每年下降約1%。目前，氣旋的中心位置可根據云圖推斷，誤差范圍僅為幾十千米。
命名
1844年，英國氣象學與航海學家亨利·皮丁頓（Henry Piddington）發明了“氣旋（Cyclone）”一詞?！癈yclone”的詞根為“cycl”，即“circle”，有圓、圈或循環之意。
基本屬性
結構
氣旋內部存在著兩種冷暖不同的氣團，即冷區和暖區。一般情況下，北半球氣旋的南面為暖區，其它三面為冷區，暖區和冷區之間，存在著暖鋒和冷鋒。由于氣旋自西向東運行，故暖區的東面邊緣為暖鋒，暖區的西面邊緣為冷鋒，鋒面均向冷區一方傾斜。氣旋中的暖區隨著高度的增加而擴大，而冷區隨著高度增加而縮小。
范圍
氣旋的范圍是以最外圍閉合等壓線的直徑來表示，一般來說，氣旋的范圍約為1000千米，大的可達2000~3000千米，小的氣旋范圍約200~300千米。
強度
氣旋的強度常用中心氣壓值來表示，中心氣壓值越低，氣旋越強；反之則氣旋越弱。氣旋的強度是不斷變化的，地面氣旋的中心氣壓值一般在1010~970百帕之間，強大的氣旋可低于935百帕。大多數情況下，海上氣旋強于陸地氣旋，冬季氣旋強于夏季氣旋。
形成
原理
氣旋實質上是一個由氣流垂直運動連接而成的低空輻合、高空輻散的環流系統。氣流從四周流向低空的某個低壓區，使區域內空氣被迫抬升，氣流升至高空后又向四周流出，如此循環，低層大氣會不斷從四周向低壓中心流入以補充上升的空氣，高空大氣又自動流出，由此形成氣旋。
形成條件
在一定條件下，不同氣旋是可以互相轉化的。如根據地面氣壓場分布特征，熱帶氣旋變為溫帶氣旋可分為兩種典型形式：一種是熱帶氣旋在中緯度鋒的作用下消失，新的溫帶氣旋在鋒面產生；另一種是熱帶氣旋移入鋒區并與溫帶氣旋合并。
溫帶氣旋從初生到消亡共需經歷四個階段，一般周期為3~5天，不同地區差異較大。通常溫帶氣旋在初生階段移速較快，成熟階段較慢，囚消亡階段最慢。
初生階段：氣旋生成前，往往先有一條準靜止鋒或緩行冷鋒，鋒線的北側冷氣團處吹偏東風，南側采暖散熱器團處吹偏西風。兩側冷暖氣流發生波動，使冷氣團向南侵襲，暖空氣向北擴張，產生渦旋，地面圖上開始出現低壓中心，比四周氣壓低2~3百帕，當能繪制出第一條閉合等壓線時，氣旋形成。
成熟階段：冷暖鋒進一步發展，鋒面降水繼續加強，雨區擴大，地面圖上等壓線增多，中心氣壓時常會比外圍低10~20百帕。這也是氣旋最強的階段。
錮囚階段：氣旋發展到錮囚階段，會出現錮囚鋒。此時冷暖鋒相遇使鋒面抬升作用加強，降水范圍增大，氣旋中心氣壓有時會比四周低20百帕以上，并且不再下降。
消亡階段：氣旋與鋒面逐漸脫離，成為一個冷性渦旋，地面氣壓逐漸升高，受地面摩擦影響，環流減弱消失，整個氣旋趨于消亡。
熱帶氣旋的形成隨地區不同而異，它主要是由太陽輻射在洋面所產生的大量熱能轉變為動能（風能和海浪能）而產生。一般情況下，熱帶氣旋的形成需具備以下六個條件：
海水表面溫度不低于26.5℃，且水深大于50米。這能造成上層大氣足夠不穩定，維持對流和雷暴。
大氣溫度隨高度迅速降低，釋放潛熱，給熱帶氣旋提供能量。
對流層中下層空氣潮濕，相對濕度必須大于40%~50%，利于天氣擾動的形成。
在離赤道超過5個緯度的地區生成。否則地轉偏向力的強度不足以使吹向低壓中心的風偏轉并圍繞其轉動，環流中心便不能形成。
一個預先存在的且擁有環流及低壓中心的天氣擾動。
1970年以來，熱帶氣旋形成的強度大為提高。全球大氣模式4級風的垂直切變等幾種因素以復雜的方式相互發生作用，增加了熱帶氣旋的強度。然而，經科學家研究發現，海水表面溫度是最重要的影響因素，因此隨著全球氣候變暖，熱帶氣旋會變得越來越強烈。
分類
氣旋通常按氣旋形成和活動的主要地區或熱力結構進行分類。按活動地區可分為溫帶氣旋、熱帶氣旋和極地氣旋等；按熱力結構可分為鋒面氣旋和無鋒面氣旋等。
按活動地區分類
溫帶氣旋是主要在鋒面上發展起來的、能夠移動的氣旋，大部分屬鋒面氣旋，主要在溫帶地區形成于活動。其直徑一般為1000千米，大的可達2500~3000千米，小的約200~300千米。過境常伴大風、暴雨和大浪。
熱帶氣旋是一種具有有組織的對流和暖心結構的非鋒面氣旋，主要發生在熱帶洋面上，也常入侵中緯度地區。其直徑一般為600~1000千米，大的可達2000千米，小的只有100千米或更小。過境產生狂風暴雨天氣，海面有巨浪和風暴潮。
極地氣旋是一種持續的、大規模的極地高空冷性氣旋，主要發生在地球兩極地區，且冬季強、夏季弱。其直徑一般為1000~2000千米。
按熱力結構分類
鋒面氣旋屬于溫帶氣旋，頻繁產生和活動于溫帶地區。發展強烈的鋒面氣旋可帶來強烈的降水、雷暴、大風等惡劣天氣。
不在鋒面上形成、內部無冷暖鋒面的氣旋叫作無鋒面氣旋，主要分布在熱帶洋面上。熱帶氣旋、熱低壓都屬于無鋒面氣旋，過境可帶來云雨和雷暴天氣。
分布
熱帶氣旋主要發生在低緯洋面上一些特定的海域，即西北太平洋、東北太平洋、西北大西洋、孟加拉灣、阿拉伯海、西南太平洋、南印度洋西部和澳大利亞西北等洋區赤道附近的熱帶洋面海域，東南太平洋和南大西洋沒有熱帶氣旋。其中65%以上發生在緯度10°-20°之間，13%在20°以上的向極一側，22%在10°以內的赤道一側，而5°以內的赤道附近極少有臺風發生。熱帶氣旋主要分布在北半球，其高發生區分布在以下三個海域：南海中北部偏東洋面、菲律賓以東至加羅林群島之間洋面、加羅林群島中部至關島附近洋面。
溫帶氣旋主要分布在中緯度內陸地區，集中在西伯利亞地區和北美東北部；另有兩個沿海氣旋生成區位于東海和日本海。活躍在中國的溫帶氣旋，主要有兩個較為集中的地帶，一個在25°N~35°N，如江淮氣旋、東海氣旋和臺灣氣旋等；一個在45°N~55°N，如蒙古氣旋、東北氣旋、黃河氣旋和黃海氣旋等。地中海、大洋洲南部地區、墨西哥灣和北大西洋西部洋面也是溫帶氣旋的發生地。
極地氣旋主要發生在地球的兩極地區。
常見表現形式
氣旋的常見表現形式較多，如臺風、龍卷風、中尺度氣旋等，都屬于氣旋活動。
臺風是指中心附近最大平均風力12級及以上，風速大于等于32.6米每秒的熱帶氣旋，是熱帶氣旋四個強度等級中的最高等級。在北太平洋西部、南海地區稱其為“臺風”；在大西洋、加勒比海及北太平洋東部則稱其為“颶風”。國際上以其中心附近的最大風力來確定強度并進行分類，從強到弱分別為超強臺風、強臺風、臺風、強熱帶風暴、熱帶風暴、熱帶低壓。
龍卷風指從高空向下伸展出的強烈轉動的漏斗狀的云柱，上端與雷雨云相接，下端有的懸在半空中，有的直接延伸到地面或水面，一邊旋轉一邊向前移動，是一種強烈的風的渦旋。龍卷風的平均直徑僅為200~300米，持續時間也很短促，往往只有幾分鐘到幾十分鐘，最多不超過幾小時。但它風力極強，其移動速度平均15米每秒，最快的可達70米每秒。
在猛烈的雷雨中，單個的雷雨柱往往是較大的旋轉云團的一個部分，這就是中尺度氣旋。它是一種生命期較短的次天氣尺度低壓系統，由于中尺度氣旋的平均直徑小于1000千米，生命期通常短于24小時，因此中尺度氣旋的預報極為困難。大約有一半的中尺度氣旋都是伴隨著龍卷風而產生的，并且出現龍卷風時，在中尺度氣旋內也會出現較強的風切變。
影響
對氣候環境的影響
溫帶氣旋對中高緯度地區的天氣變化有著重要的影響。溫帶氣旋經過時多風雨天氣，有時伴有暴雨或強對流天氣，有時近地面最大風力可達10級以上。春季蒙古氣旋與中原地區北方沙塵暴有密切的關系，沙塵暴發生區域基本上與大風區相對應，主要分布在蒙古氣旋中心附近或氣旋外圍的偏南象限角。兩者發生日數有比較一致的多年變化趨勢。
熱帶氣旋可帶來狂風巨浪、風暴潮、暴雨等災害天氣。最大風速達100米每秒，強風可使海水暴漲形成風暴潮，致使海水倒灌；熱帶氣旋登陸后降落的暴雨可達100~150毫米，帶來洪澇災害。
對自然生態的影響
在北美，溫帶氣旋帶來的冬季風暴會造成嚴重的土地損失。每年11月至翌年4月，在大西洋沿岸波斯灣，冬季風暴每周或數十天發生一次，冷鋒過境前，低壓產生很強的向岸風引起沿岸水位增長，冷鋒過后強的離岸風將沿岸水驅走。這樣頻繁的水位變化和海浪振蕩對堰洲島、大陸和海灣都造成侵蝕。1962年3月一場代號為“圣灰星期三”的風暴與風暴潮同時發生，持續了將近36個小時，狂風巨浪造成了從新英格蘭到佛羅里達的東部沿海地區的洪水和海岸侵蝕。
對人類活動的影響
熱帶氣旋具有很強的破壞力，狂風會掀翻船只、摧毀房屋和其他設施，巨浪能沖破海堤，暴雨能引起山洪暴發。中原地區是世界上受熱帶氣旋影響最嚴重的國家之一，平均每年登陸中國的熱帶氣旋約有9個，最多的年份有16個，最少的年份有5個，平均每個登陸中國的熱帶氣旋造成的經濟損失達5~6億元，死亡百余人。
中國也是世界上溫帶氣旋風暴潮發生頻率較高的國家之一。2003年10月渤海灣、萊州灣沿岸發生了1992年以來最強的一次溫帶氣旋風暴潮，在天津市、河北省、山東地區造成的直接經濟損失近6億元，其中滄州市地區的經濟損失占了一半。渤海中部2艘較大貨輪沉沒，44人遇難。2007年3月渤海灣、萊州灣出現1969年以來最強的一次溫帶風暴潮過程。受其影響，遼寧省、河北省、天津市、山東省和江蘇省北部沿海出現4~6米的巨浪和狂浪，多數船只被損壞，防潮堤被推毀，對海濱建筑物和海洋作業、港口生產及沿海居民生活造成極大的威脅。
相關研究
世界氣象組織已為氣旋的監測和預報分配好了職責，五個區域專責氣象中心在各自負責的區域內提供氣旋軌跡和強度預測。得益于改進過的觀測方法和數值模型，近幾十年來，平均統計誤差每年下降約1%。根據云圖推斷出的氣旋中心位置，不確定性范圍僅為幾十千米。至于預測方面，預測期每拉長一天，不確定性范圍都增加約100千米，因此氣旋的24、48及72小時位置預測偏差不會超過100、200和300千米。但以上僅僅是平均值，預報的可靠性還因氣旋及周邊環境而異。由于氣旋內部過程及其與環境的相互作用十分復雜，目前氣旋強度（如風力、降水量、浪高等）預測方面的進展仍有局限。
參考資料 >
cyclone.Britannica.2024-04-03
氣旋類.中國氣象科普網.2024-04-03
什么是溫帶氣旋?.中國氣象局.2024-04-09
熱帶氣旋:影響與危害.環境百科.2024-04-03