对流层的中部和上部西风带大气环流中波长为3000～8000公里的波动。它是当西风气流发生南北扰动时，由科里奥利力随纬度变化的效应而产生的(见大气波动)。长波的生命期约一周，是西风带上大尺度的扰动，属行星尺度的一种天气系统，又称行星波或罗斯比波。自从20世纪20年代无线电探空仪应用于高空气象探测后，人们就发现了高空环绕极地运动的西风带及其上的波动，1937年J.皮耶克尼斯首次辩认出作为半球现象的长波，1939年C.-G.罗斯比从理论上对长波的特性进行了研究，并建立了长波理论。这个理论为后来数值天气预报的发展奠定了基础。长波的发生、发展、移动和变化，对天气尺度系统（如气旋、锋等）的强弱、移向和移速，以及未来天气的变化，都有十分重要的作用。因此，它是天气形势预报研究的重要系统之一。
特征长波具有槽区冷、脊区暖的结构。在高空等压面图(见天气图)上，温度波和高度波的位相相近。长波的强度随高度而增加，在对流层顶最强。发展中的长波，其温度波往往稍落后于高度波，位相一般落后将近四分之一波长。长波脊后面有暖平流，长波槽后面则有冷平流，这是造成长波槽和脊发展的主要原因（见大气动力不稳定性）。由于长波是频散波,在西风带上游,长波的能量以大于波动移动的速度传到下游，因此，可利用这个特征预报上游长波向下游发展的位置和强度。当长波槽和脊强烈发展时，振幅不断加大，长波脊中出现的高压中心有时从脊中切离出来而形成阻塞高压。
长波和短波之间可以互相转化。当温度场和气压场配置适当时（槽后有冷平流，脊后有暖平流），短波可以逐渐发展成长波；反之,长波可减弱并分裂成短波,然后东移而消失。
移速对流层的中上层，长波的波速c按罗斯比长波理论为
c=ū-βλ2/4π2式中ū为基本纬向风速，β=2ωcosφ/RE为罗斯比参数，λ为波长，RE为地球半径，ω为地球自转角速度，φ为纬度。上式表明：①西风越强，长波移速越快，但移速总是小于西风风速。②在一定的西风风速下，长波的波长越长，移动速度越慢；波长越短，移速越快。③当西风风速和长波的波长达一定数值时，可使c=0，这时长波停滞，称为静止波，此时的波长称静止波长或临界波长；当波长大于静止波长时，c