概述
對流層的中部和上部西風帶大氣環流中波長為3000～8000公里的波動。它是當西風氣流發生南北擾動時，由科里奧利力隨緯度變化的效應而產生的(見大氣波動)。長波的生命期約一周，是西風帶上大尺度的擾動，屬行星尺度的一種天氣系統，又稱行星波或羅斯比波。自從20世紀20年代無線電探空儀套用於高空氣象探測後，人們就發現了高空環繞極地運動的西風帶及其上的波動，1937年J.皮耶克尼斯首次辯認出作為半球現象的長波，1939 年C.-G.羅斯比從理論上對長波的特性進行了研究，並建立了長波理論。這個理論為後來數值天氣預報的發展奠定了基礎。長波的發生、發展、移動和變化，對天氣尺度系統（如氣鏇、鋒等）的強弱、移向和移速，以及未來天氣的變化，都有十分重要的作用。因此，它是天氣形勢預報研究的重要系統之一。特徵
長波具有槽區冷、脊區暖的結構。在高空等壓面圖(見天氣圖)上，溫度波和高度波的位相相近。長波的強度隨高度而增加，在對流層頂最強。發展中的長波，其溫度波往往稍落後於高度波，位相一般落後將近四分之一波長。長波脊後面有暖平流，長波槽後面則有冷平流，這是造成長波槽和脊發展的主要原因（見大氣動力不穩定性）。由於長波是頻散波,在西風帶上游,長波的能量以大于波動移動的速度傳到下游，因此，可利用這個特徵預報上游長波向下游發展的位置和強度。當長波槽和脊強烈發展時，振幅不斷加大，長波脊中出現的高壓中心有時從脊中切離出來而形成阻塞高壓。長波和短波之間可以互相轉化。當溫度場和氣壓場配置適當時（槽後有冷平流，脊後有暖平流），短波可以逐漸發展成長波；反之,長波可減弱並分裂成短波,然後東移而消失。
移速
對流層的中上層，長波的波速c 按羅斯比長波理論為c =ū-βλ2/4π2
式中ū 為基本緯向風速，β =2ωcosφ/RE 為羅斯比參數，λ為波長，RE為地球半徑，ω為地球自轉角速度，φ為緯度。上式表明：①西風越強，長波移速越快，但移速總是小於西風風速。②在一定的西風風速下，長波的波長越長，移動速度越慢；波長越短，移速越快。③當西風風速和長波的波長達一定數值時，可使c =0，這時長波停滯，稱為靜止波，此時的波長稱靜止波長或臨界波長；當波長大於靜止波長時，c <0，長波向西移動，出現倒退現象。④在波長和西風風速相同的情況下，緯度較高（β值小）的長波移速較快，緯度較低(β值大)的長波移速較慢。與大氣環流和氣鏇的關係
長波槽和脊在維持大氣環流方面，起著重要的作用。真正呈正弦波式的長波槽和脊是極其少見的。在槽和脊發展初期，槽線和脊線的走向大多呈東北—西南向。在槽和脊發展的同時，強西風中心（急流中心）一般由槽後移至槽前。由於槽前西南風遠強於槽後西北風，有利於將低緯盈餘的角動量輸送到中緯度和高緯度地區，以維持中緯和高緯地區的西風角動量（見大氣角動量平衡）。同時，由於槽前有暖平流、槽後有冷平流，有利於將熱量由低緯輸送到高緯，以維持全球熱量平衡。因此，長波槽和脊的活動，是維持大氣環流的一種重要機制。冬季北半球繞極西風環流中，一般有4～5個長波。長波槽與地面氣鏇族之間的典型關係，可用理想化的長波流型和低空環流系統配合的概略圖表示。氣鏇族位於長波的槽前脊後，每個氣鏇又和高空大氣短波相對應。從圖中可見疊加在長波上的短波擾動。由於它們的波長短，移速比長波快，所以同短波對應的地面氣鏇，相對於長波是向前移動的，大體上受長波流型的氣流所牽引。由於長波同地面氣鏇和鋒面的關係如此密切，所以長波移動和流型變化的預報，對天氣預報有重要的意義。
無線電波的波段劃分
| 波段 | 波長 | 頻率 | 傳播方式 | 傳播距離 | 用途 |
| 超長波 | 100,000米~10,000米 | 3~30千赫 | 地球大氣中時間和空間尺度最大的一類波動。它通常沿緯圈繞地球一周的波數為1～3個，其特徵波長和地球半徑同量級（104公里）。 | 超長波傳播損耗小，繞射能力強、通信距離遠；並能通過電離層繞過空間星體；對海水一般具有穿透100米深度的能力；在地下傳播時吸收損耗也較小且不受核爆炸、太陽活動等外界的影響。 | 適合於對水下潛艇、遠航艦艇和地下通訊等。 |
| 長波 | 10,000米~1,000米 | 30~300千赫 | 長波的傳播主要是靠地面波和經電離層折回的天空波來進行的 | 它的傳播距離由發射機的功率和地面情況所決定，一般不超過3000公里。 | 主要用作無線電導航，標準頻率和時間的廣播以及電報通信等 |
| 中波 | 1,000米~100米 | 300千赫~1.6兆赫 | 中波靠地面波和天空波兩種方式進行傳播。 | 在傳播過程中，地面波和天空波同時存在，有時會給接收造成困難，故傳輸距離不會很遠，一般為幾百公里。 | 主要用作近距離本地無線電廣播、海上通信，無線電導航及飛機上的通信等。 |
| 短波 | 100米~10米 | 1.6~30兆赫 | 短波的傳播主要靠天空波來進行的 | 它能以很小的功率藉助天空波傳送到很遠的距離。 | 主要是遠距離國際無線電廣播、遠距離無線電話及電報通信、無線電傳真、海上和航空通信等。 |
| 超短波 | 10米~1毫米 | 30~300,000兆赫 | 超短波，又叫米波或甚高頻無線電波。主要傳播方式是直射波傳播。 | 傳播距離不遠，一般為幾十公里。 | 主要用作調頻廣播、電視、導航、雷達及射電天文學等。 |
| 微波 | 1米以下 | 波長在1米以下的超短波又稱為微波。 主要是直射波傳播。 | 微波的天線輻射波束可做得很窄，因而天線的增益較高，有利於定向傳播；又因頻率高，信道容量大，套用的範圍也很廣。 | 主要用作定點及移動通信、導航。雷達定位測速、衛星通信、中繼通信、氣象以及射電天文學等方面。 |
