全球各处空气的温度是不同的，在水平方向上和垂直方向上都有差别。冷空气和暖空气是从气温水平方向上的差别来定义的。我们可以在水平面上根据各点的温度值绘制等温线（连接相同温度点的曲线，见附图），这样便分出了高温区和低温区。位于高温区的空气称为暖空气，位于低温区的空气称为冷空气，位于它们之间的区域称为过渡区。 暖空气
如果过渡区中的等温线十分密集，则称此过渡区为锋区或锋。所以锋区或锋的较高温一侧是暖空气，较低温一侧是冷空气。
暖空气上升、冷空气下降是大气运动最简单的形式，由于地面的冷热不均而形成的空气环流。其形成过程为：受热地区大气膨胀上升，近地面形成低气压，而高空形成高气压；受冷地区相反，从而在近地面和高空的水平面上形成了气压差，促使大气的水平运动，形成高低空的热力环流。
举个例子：锅盖揭开，热气会向上冒；而打开冰箱冷气会往下沉。热的地方空气受热膨胀上升，冷处收缩下沉。于是上空相同高度处，热地方单位面积空气柱重量（即气压）大，冷地方高空气压小，高空形成热－冷的气流。热处气流流失后，整个空气柱减轻，地面形成低压，冷处则形成高压，近地面形成冷－热的气流。加上上升、下沉气流，构成了热力环流。
热力环流在现实生活中存在较为广泛，例如山谷风、海陆风、城市风等都是热力环流的具体体现。
西南低涡是在青藏高原地形影响下以及在一定环流背景下产生的中尺度天气系统，几乎整年都能被观测到，但造成强降水或强对流天气的西南低涡几乎都在夏半年，它是造成我国夏半年暴雨的重要天气系统之一，尤其是引发四川夏季暴雨重要天气系统。
从环流与地形[1] 的相互作用方面对西南低涡活动的气候特征进行了动力学研究，结果表明，由于季节变化，西南地区上空的分层(上下2层)环流结构不同，不同流型与盆地地形的相互作用激发出不同的低层扰动，进而影响西南低涡的形成。在初夏季节，低层相对薄而稳定的西南暖湿气流与高空干冷偏西气流之间形成稳定的分层流，这种分层流与地形相互作用最有利于涡旋扰动的形成，较好地解释了初夏低涡发生频繁的气候特征。
在天气分析方面，众多研究通过典型个例的诊断分析、数值模拟等方法对西南涡发生发展动力机制有了清晰认识，认为西南涡的发展与地形、高低层环流配置密切相关。利用热成风适应理论探讨暖性西南涡的形成机制，结果表明地面感热加热与暖平流作用在西南涡源地形成较大的非热成风涡度，在一定层结和尺度条件下，其适应调整在低层形成暖性热低压。认为大气低层的非平衡动力强迫通过激发气流辐合和正涡度增长，进而促进西南涡的发展;对流层中层的正涡度平流强迫加剧了低涡的发展。此外，大气热力作用对西南涡的发展是不可忽略的，有不少研究指出在模式中不考虑积云对流所引起的潜热释放，夏季西南涡的发展过程就不能很好地模拟出来。