通常以12个月的多年平均值的变化来表示。气候要素受太阳辐射的影响,其年变化主要由地球绕日公转所致。如冬季,太阳直射赤道以南,北半球的太阳高度角小,白昼时间短,地面获得的日射量小;夏季,太阳直射赤道以北,北半球的太阳高度角大,白昼时间长,地面获得的日射量也大;至于春秋两季,地面获得的日射量则介于冬夏之间。这是造成各种气象要素的年变化的主要原因。而地理纬度、海陆分布、大气环流以及地面状况等的不同,则造成了各地气象要素年变化的不同特征。如中国海口、上海、北京的气温、降水和湿度等要素,都有各自的年变化特征(图2)。
气温以年为周期的变化。赤道附近(南北回归线之间)的地区,一年中气温的年变化较小,有些地方出现两个峰值和两个谷值,但在南(北)回归线以南(北)的地区,这种年变化的幅度比赤道附近大,而且在一年之中,气温只有一个峰值和一个谷值。南半球的最高气温一般出现在1月或2月,北半球则一般出现在7月或8月;南半球的最低气温出现在7月或8月,北半球则出现在1月或2月。一年中最暖月的平均气温与最冷月的平均气温之差,称为气温年较差。它一般随纬度的增高而增大,随海拔高度的增高而减小。有时可用它来表示气温年变化的大小。在中国,珠江流域的气温年较差约为16°C,长江中下游为24~26°C,华北达32°C,黑龙江流域最大达44°C以上。
绝对湿度的年变化和气温相似。在赤道附近的一些地区,一年中有两个峰值和两个谷值,其他地区,绝对湿度的最大值一般出现在夏季,最低值出现在冬季。
在大陆上,气压冬季最高,夏季最低;在海洋上,气压的年变化较小,规律性也不明显。气压的年变化随纬度的增高而增大,赤道附近的年变化最小。此外,气压的年变化还随海拔高度的增高而减小。