Wie funktioniert Wind?

Luft, die sich zwischen Regionen mit unterschiedlichem Druck bewegt, wird als Wind bezeichnet. Temperaturunterschiede zwischen Regionen, das Ergebnis von Schwankungen der an der Erdoberfläche empfangenen Sonnenenergie, verursachen die Druckunterschiede, die den Wind antreiben. Die Rotation der Erde beeinflusst die Windrichtung im sogenannten Coriolis-Effekt. Druckunterschiede manifestieren sich auf lokaler und globaler Ebene und treiben veränderliche lokalisierte Winde sowie konsistente globale Luftströmungen an.

Die Luftdichte ist umgekehrt proportional zur Temperatur. Heiße Luft ist daher weniger dicht und steigt durch kältere Luft auf. Wenn eine Region auf der Erdoberfläche von der Sonne erwärmt wird, erwärmt sich die Luft über der Erdoberfläche, wodurch sie aufsteigt. Durch die Aufwärtsbewegung der Luft entsteht ein Tiefdruckgebiet. Die Natur strebt immer nach Gleichgewicht und so strömt Luft aus den umliegenden Gebieten höheren Drucks in Richtung des Tiefdruckgebiets, um den Druckunterschied auszugleichen. Das Ergebnis ist Wind.

Wind weht nicht einfach geradlinig von Hoch- zu Tiefdruckgebieten. Stattdessen folgt sie einem kurvigen Pfad. Die Windkrümmung wird durch die Rotation der Erde verursacht und wird als Coriolis-Effekt bezeichnet. Der französische Ingenieur Gaspard Coriolis entdeckte und erklärte, dass "der Weg jedes Objekts, das über einem rotierende Oberfläche wird sich im Verhältnis zu Objekten auf dieser Oberfläche krümmen", so ein 2010 Universe Today Artikel. Der Coriolis-Effekt bewirkt, dass sich Winde auf der Nordhalbkugel nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links krümmen, aus der Perspektive einer Person, die auf der Oberfläche steht.

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Laut der North Carolina State University hängt die Menge der von der Erdoberfläche absorbierten Sonnenenergie von der "Breite des Ortes, der Neigung und dem Untergrund" ab Oberfläche (Schmutz erwärmt sich schneller als beispielsweise Wasser).“ Auf einem bestimmten Breitengrad verursachen Schwankungen der Sonnenenergieabsorption Luftdruckschwankungen und verursachen lokale Winde. Küstenwinde sind ein Beispiel für solche Winde. Tagsüber erwärmt sich das Land schneller als das Meer, wodurch Winde in Richtung Land wehen. Nachts kühlt das Land schneller ab als das Meer und das Muster ist umgekehrt.

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Die Hadley-Zelle ist ein Luftzirkulationsmuster, das in den Tropen auftritt und sogenannte Passatwinde antreibt. Der Äquator erhält mehr Sonnenenergie als die Pole. Heiße Luft am Äquator steigt auf und strömt weit über der Erdoberfläche zu den Polen. Während es sich in Richtung der Pole bewegt, kühlt es ab und kehrt schließlich in den Subtropen an die Erdoberfläche zurück. Die Luft bewegt sich dann entlang der Erdoberfläche zurück in die Tiefdruckzone, die durch die aufsteigende Luft am Äquator entsteht. Der resultierende Wind wird durch den Coriolis-Effekt nach Westen gelenkt.