风暴
风暴——激烈的大气层变化，是由于大气层对于地表能量辐射处理不当的必然结果。
这种破坏性的情绪发作也有其有利的一面。科学家们估计，如果没有风暴的热量释放的结果，那么地球上的某些地方的温度会增加20°F（11℃）。
在19世纪，气象学家们相信所有的风暴，包括雷暴、龙卷风直到雪暴、飓风，都是主要的热空气散热的烟囱。在烟囱下，是基本的低压区，它是产生风的关键。云集中在低空旋转动荡的风上（龙卷风），形成一个上升的暖气流。龙卷风成为低压区表面的一个重要组成部分，同时也是风暴形成的条件。在本世纪初期，气象学家意识到这种风暴统一体理论不能给龙卷风从西到东穿越回归线提供有力的依据。这种风暴，大多出现在30～60纬度之间，是形成北美、欧洲和澳大利亚气候的主要原因，尤其是在冬季。它们包括每一种气象变化，从天空灰暗，到小雪纷飞，到雪暴，雷暴和龙卷风。
中纬度风暴不像回归线上的龙卷风，也不像飓风那样，成对称形式形成，只要温暖的空气大部分位于赤道方向和低压中心的东部（或前部），冷空气位于极地方向和低压中心的西部（或后部）。气团交汇的地区被称为锋，而且锋面可达几英里宽、几百英里长。由于科里奥利效应气团转向的低压中心被夹在冷暖气团交汇的锋面之间。
气象学家称以暖空气取代冷空气作为其运动方式的非锢囚峰，叫做暖锋；以冷空气取代暖空气作为运动方式的非锢囚峰。叫做冷锋。
中纬度风暴形成方式繁多。有时候，当一个由于长时间游离生成地而减弱了的低压顺山脊下滑而重获推动时，冲纬度风暴形成。当一个低压从西海岸横越落基山脉时，此种情况出现。
当重力推动正在旋转的气旋，或者中纬度的龙卷风，从山顶下落到怀俄明，空气旋转的更快，伸展得更垂直。就像滑雪员夹起他的双臂一样，空气延伸得越长，它旋转得越快。如果空气表面在水平方向有更进一步的辐合，中纬度龙卷风的力度会更强。这种低空气候的不稳定性也能导致极地锋的形成。
极锋
极锋是两个永久性的区域（一个在北半球，一个在南半球），它们是由于赤道和极地气团绕地球旋转时相互碰撞而形成的。当一个中纬度低压与一个极锋相遇时，由于在低压风暴和上层空气循环的表面之间产生的反作用力，一场剧烈的风暴便会产生。
低压和其上空的空气之间的因果关系很难界定。许多事情的发生几乎是同时的。在截面，冷暖气团的布局使快速流动的极地急流的寒潮迅速增长，通常与极锋并行。急流的波浪形起伏运动有横向的，也有纵向上升和下降。气象学者称下降为“低压槽”，上升为“高压脊”。尽管寒潮的数量能够改变，但通常都是三至五个较大的寒潮，称为罗斯贝寒潮。
由于极地急流走的是波浪形路径，他们有时会不断地加速；以至于远离空气稀薄的极地地区。这种加速，或称为射流，会通过减少上方空气的重量而削弱下方的地面气压，地面空气会马上上升来填补空隙，而合成的风又会将冷暖气团带到一起，使周围的地面低压进一步加强。
地面的辐合风带来了大量的冷气团，以抵御暖气团的上升并通过加强他们的低压槽和高压脊进一步加大在高空的急流带，这又进一步使急流增强，并引起更多的地面辐合等等。
这种反馈增加了冷锋和暖锋的大气层的不稳定。为了释放能量，热气团爬升到冷气团上面，上升气团产生了云——光滑的云层有时沿暖锋缓缓爬升，有时与凶猛的雷暴并行，有时又与冷锋齐头并进。由此产生的锋的斜面和恶劣的天气会随着相对温度的变化而加剧。最后，冷锋开始像门绕门轴转动那样围着低压区旋转，并不断缩小暖空气区，而湿润的空气则夹在冷锋与暖锋之间。最终，当冷锋追上暖锋之后，这扇门就关上了，这一过程称为？锢囚”。锢囚意味着冷气团挤进了暖锋中或是斜切在暖锋上。无论哪一种方式，原来的暖气团区都会在上部结束。它淹没了风暴的中心。这个中心从前曾是带有冷气团的风暴，而现在却是一个包有冷空气外层的作螺旋运动的暖气团。与原来前进的反馈图相比较，温度已经丧失，同时，禁锢的风暴也失去了能量，并且渐渐变弱，直至完全消失。
雷暴
在54，000°F（约30，000℃）的温度下，一束闪电是地球上最热的事物。其电流的宽束能量是太阳表面的6倍，它能够把大多数的金属烧出一个洞，或者把一棵坚固的树干粉碎成数千块碎片，这种炽热的能量甚至能够将地下的沙质土壤熔化，形成一种特殊的被称为闪电熔岩的岩石。挪威人还认为，这种石头说明了闪电是雷神的鱼叉。
然而，闪电的灼热实际上是由对流层在气温低于0°F（-18℃）时上层的冰块碰撞的结果。这种反复的碰撞是来自于经太阳照射后的地球表面热量释放的产物。热与冷，前与后，雷暴就是由位于对流层上下不同部位温度的差异共同作用造成的结果。
在接近15英里（24千米）的高度处，对流层间的大气温度相差约150°F（83℃）。平均雷暴释放的能量相当干在广岛原子弹爆炸时的好几倍，由狂风暴雨，有时甚至是龙卷风和冰雹产生的大量能量随着闪电急袭地球表面。
特殊的环境
即使在几千英尺高的最小的积云，都能够产生雷暴，但是这种概率较小，它要求云层有特殊的环境。当一片云层形成时，水汽会变成液体，并释放出热量，这使在云层中的空气温度升高，并使云层更有浮力。如果此时周围的空气温度相对较低，那么这块云就会继续上升。如果云要想形成雷暴，积云就要快速地经过含水的积云聚集阶段而直接变成水滴，直到这种演变被一种稳定的并且较高的对流层所阻止。雷暴云砧能够以极快的速度向上膨胀，有时甚至超过每小时100英里（160千米）。
当低层空气受阻于温度相对较高的空气中几天的时候，就经常会形成最猛烈的雷暴，并同时引起地面热量和湿气的集结。当前方或其他的大气干扰云层将中层的空气推开时，云层就会怀着报复的心理向上快速移动。这种雷暴通常能达到2万英尺（6100米）的高度。在热带地区，位于1万英尺（3000米）处的能冲破永久阻碍的风暴几乎能达到7万英尺（21，300米）的高度，同样，高空风暴不时也会登临美洲大平原。
闪电的现象
当雷暴达到如此高的高度时，它们就会充满冰晶和大的冰块，这些被称为软雹。软雹主要在科学体系中作为一种最普通的理论用来解释雷暴如何生成闪电的现象中发挥着重要作用。闪电是云层和地面间的电离子或云层的不同部分间的电离子大规模放电产生的。冰十分善于储存能量——以至于实际上在寒冬十分厚的降雪有时也会产生闪电。但是雷暴比暴风雪更容易，并更频繁地生成闪电，是因为它们不仅有冰块，还有上升的气流。
在雷暴的上升气流中，冰块快速地上升，并且相互撞击，从而形成电荷。就如同在一个干燥的空气中，气球与头发摩擦时会产生电一样。较轻的晶体上升的最快，并位于云层的高处，它们在撞击中生成正离子。较重的软雹则成为负离子，占据着云层的中间。负离子软雹通常在15，000英尺（4600米）的高空盘旋，在那里，温度是在5°F（-15℃）以下。但却没有人确切地知道，在此软雹的下面，温度较高的软雹是怎样形成正离子的。
在冰的上升气流中，离子的分离会增强，直至在云的缝隙处发生放电现象，大部分闪电在云层内不伺的区域间会重新分化成电荷。在热带地区，几乎每一次触及地面的闪电在云层中都会发生10次，在中纬度地区，比率就会小一些。而在云层中或是在晴朗的天气里闪电都不太常见。
频繁的闪电
在任何瞬间，几乎有2000个雷暴在世界范围内发生，闪电触及地面的次数大约每秒钟一百次。当一个几乎看不见的被电离的空气，即空气分子被电流剥离了电子后形成的电路从云层中连接到地面时，放电现象便开始产生。这股空气通常来自于风暴中的负离子区，几乎每万分之一秒就下落大约75～300英尺（23～91米）。当它到达距地面不足150英尺（46米）时，地面上的一个正离子会上行与其接触（这个正离子的释放有时是能看见的：如船员们将他们的船桅杆上产生的光亮叫做“圣·埃尔蒙之火”）。完全被电离的通路突然会随着电子束通向地球。这个最后阶段就是最初见到的“回击”，相当于一亿只灯泡的亮度。大部分闪电在几次持续的离子间接触后产生可视的回击后才会结束，每一次的时间都很短暂，也就几千分之一秒，以至于这种回击同时会产生一道耀眼的闪电。
闪电导致了很多的损伤。尽管印度尼西亚的某些地区的雷暴是佛罗里达州的两倍，每年约200多次，但佛罗里达州比美国其他任何州所遭受的损害都多。在美国西部的旱雷经常会引起森林火灾，因为没有雨水降落来熄灭它们。总体上，每年在美国的荒野中由此引发的火灾接近15，000次。
风暴中包含有大的冰雹块、飓风及高速风，它们频繁地光顾美国大平原地区。在那里，春季的条件是形成猛烈的上升气流最理想的场所。在大部分的雷暴中，每一个上升的有几英里宽的云泡在半小时内就会衰弱，成为降雨的下降气流。然而与此同时，风暴在一小时左右又会继续产生新的上升气流来取代原来的气流，并会再持续一小时左右。在大平原地区，超级雷暴能够通过产生一个（或几个）能自我支持的上升气流而持续六小时或更长时间。它们利用来自墨西哥湾的潮湿空气，来自北部的冷空气及来自山脉上的高纬干燥空气之间的相遇所形成。来自四面八方的风暴会聚在一起，共同缠绕着雷暴，使旋转的上升气流看起来像比萨斜塔一样。结果，降雨会从上升气流外降落，这使得上升气流持续不受阻碍。在地面上，被雨水冷却的下降气流降落地面时，会产生大量的，每小时可达100英里（160千米）的狂风。反过来，狂风又带动了更多的风去支持风暴。
飑线
雷暴也能够将飑线或风锋连接在一起，使得比它们原来的云泡持续得更长久。被下降气流驱使的狂风锋面会产生一个强有力的作用过程，将新的上升气流供应给一组风暴。如果飑线及其他的雷暴群体在大气层高处能有效地储存温暖的水汽，那么它们能够持续整夜。事实上，气象学家最近已经发现了能够持续几天的这样的风暴群体，它们的云层界面有时会蔓延到堪萨斯州，而且覆盖面积相当于几百个独立的雷暴。
雷暴组合也能够引起强烈的被称为得利克的直线风。1993年，得利克仅在12个小时内，便以每小时70英里（112千米）的速度横跨了内布拉斯加州，以及半个衣阿华州。
由下降气流产生的最致命的风暴实际上是规模最小的。当下降气流被强烈的蒸发作用的降雨冷却后，就能够加速运动，而且像一颗炸弹一样袭击地面。在不足两英里（3千米）的空间内，强大的风暴会变得十分危险。在1989年，里根总统的直升飞机刚刚降落在安德鲁空军基地五分钟，这种风暴便席卷而来，风暴在地面以每小时100英里以上的速度疾驰。在最近几年，其他的微型风暴据说引起了数百起飞行事故，由此产生的地面损失有时接近于一个固定的飓风。
洪水
只需一场暴雨就会引发洪水并且（暴雨等造成的）骤发洪水将是致命的。只在美国，洪水每年夺走大约100人的生命。它们会在瞬息之间发生。通常它们由暴雨所起，例如1989年的那场暴雨冲垮了宾夕法尼亚约翰镇水坝的坝基。一股比一幢二层房屋还要高的水流比火车头还要快地冲向这个镇。夺走了2200人的生命。在1976年汤普森大峡谷发生洪水，风暴被逆其上而西进的弱风气团所牵制。雷暴雨通常在它们行进时向东北方向降雨；但是这场暴雨位于峡谷上方并且将其所有的雨水都倾泻于一个地方。
通常，这些极端程度的降雨量是由一系列靠近的雷阵雨所引起。1977年，在堪萨斯城，两场不同的暴雨恰巧在几小时内在同一郊区发生。合并在一起的大量降雨使小河泛滥，损坏了家园，并且夺走了23人的生命。
由于地形构造的原因，洪水会被恶化。就汤普森大峡谷发生的洪灾来说，附近岩石的峭壁促使了水流流人下面的小河。如果有较缓的斜坡存在，斜坡上有更多土壤和厚厚的植被，那么大多数的水将会被吸收。城市峡谷也加剧了洪灾。铺筑的道路将雨水流量以500％的比率大大提高。1966年意大利的阿尔诺河在暴雨过后溢出了岸堤。一连几个星期，佛罗伦萨城内用石头铺筑的街道看起来更像是威尼斯的水道。