气象、洪涝、海洋灾害都是地表层的产物。
地球表面是地球的固体（岩石、土壤等）圈层、液体（海洋等水体）圈层同气体（大气）圈层的界面，是地球上物理、化学与生物过程最活跃的地方。接近地表的气层、水层与岩石、土壤层是有关各圈层与其他圈层的相互作用层，因而也是各圈层中的活跃层，合称为地表层。地表层是太阳辐射能的主要吸收者，又是地球上能量转化与交换，物质转化与交换的最主要的圈层。地球上繁荣昌盛的生物圈与人类的灿烂光辉的文化都产生在地表层。因此，地表层不但是生物世界与人类社会的形成层，而且还是灾害形成层。
地表层相对地球说来，只不过是一薄层。在地表层中大气运动最为迅速，特别是暴雨、强风在短时间内使水分、能量高度积聚，形成严重的异常现象。大气还迅速将污染物扩散到其他地区。这都是灾害形成的原因。但是大气还受制于其他圈层，海洋是大气中水分来源，又是热量来源，海洋异常是形成大气异常的原因。陆地的地形、地质与地表的覆盖层又是制约地表层大气过程的因子。地表层是作为有机整体而互相作用的。
早在70年代，世界气象组织就已提出气候系统的概念。气候系统是一个包括大气、海洋、大陆、冰雪和生物圈在内的庞大系统。气候就是气候系统的产物。气候系统的提出，扩大了气候学的视野，使气候学走出了大气科学的范围，而成为众多学科汇集的领域。气候系统也是陆地水文现象（包括旱、涝灾害）与海洋现象（包括各种海洋灾害）形成与变化的原因。海洋现象只不过是这一系统中的海洋部分的物理化学过程的表现，正像气候是大气中的物理化学过程的表现一样。水文现象是水分循环在大气中与地表面及地下的表现。因此，气候系统的异常常常是导致气象、水文与海洋现象异常的原因。
从气候系统的组成部分看，它只包括地球表层的各圈层。但是，这些圈层的物理、化学、生物过程都是依靠太阳辐射能发动的，因此，这些过程的形成原因不能不包括太阳辐射和地球接受太阳辐射产生大气、海洋等运动的天文条件。这样，气象、洪涝和海洋现象（包括灾害）的因子总体图可表示如下。
由于因子间的总体关系是十分复杂的，所以图1—1只能作为一种总体思想而指导对个别因子的研究。有助于在复杂的现象中理出头绪。当前，对各个具体因子的研究仍然是重要任务。因为，只有弄清各个环节，才可能进一步理解总体，全面地解释气象、水文和海洋现象及其异常情况。
这些因子在形成气象、洪涝、海洋现象中各自扮演不同的角色。
太阳辐射是能源。它又可以分解成几个部分：太阳常数、紫外辐射和微粒辐射等。太阳常数是指太阳辐射到达大气顶层的总量，它是太阳能量输入的主要部分。由于没有观测到可证实的变化，故称太阳常数，数量为1.88cal/cm2、min。紫外辐射和微粒辐射是随着太阳活动（太阳面上扰动现象）的变化而变化的。现在已经证实，它们对大气高层的温度与电磁场有强烈的影响。
地球天文参数包括日地距离、地轴倾斜、岁差、极点移动等。这些参数影响到达地球的太阳辐射量及其在地球表面上的分布与季节变化。本世纪初，米兰柯维奇（Milankovitch）计算地轴倾斜、岁差、地球轨道偏心率的变化与各纬度带的辐射量收入，很好地解释了第四纪冰川的进退。这一方法近年已被应用到气候数值模拟中。另外，这些参数还决定大气、海洋与河流的动力学条件。地心引力对大气、水体静力学平衡与水流有重要影响。地转偏向力则对大气与海流、河流水分运动方向和涡流、波动系统的产生有重要动力学意义。
地表层系统起了热量的贮存和再分配的作用。根据全球的平均情况，太阳辐射进入大气圈后，大气本身和漂浮在大气中的云层与粉尘等吸收太阳辐射总量的20％，地面（陆面与海面）吸收43％。剩下的37％则被地面、云层与大气反射回去，不参加地球各圈层的物理过程。因此， 2/3以上的辐射是地面吸收的。
地表层不仅以大量热量供给各种物理化学过程，而且更重要的是地表层的物理化学性质极为复杂，因而供给大气与海洋各部分的热量极不均匀。对大气与海洋说来，热量分布不均匀状态，是它们产生运动的主要原因。特别是固体与液体这两种物理性质迥然不同的地面，即大陆与海洋，分别占地球表面的1/4和3/4。二者物理性质的巨大差异是引起地表层中大气与海洋运动的重要原因之一。
在陆面上，地形有着十分显著的作用。特别是我国西部的青藏高原，面积达200多万平方千米以上，平均海拔在4000米以上。在大气对流层中这样一个巨大的高原，不论在热力上还是动力上都有着十分显著的作用。