Die vier Kräfte, die Windgeschwindigkeit und Windrichtung beeinflussen

Wind ist definiert als die Bewegung von Luft in jede Richtung. Die Windgeschwindigkeit variiert von Windstille bis zu den sehr hohen Geschwindigkeiten von Hurrikanen. Wind entsteht, wenn Luft von Gebieten mit hohem Luftdruck in Gebiete mit niedrigem Luftdruck bewegt wird. Saisonale Temperaturänderungen und die Erdrotation beeinflussen auch die Windgeschwindigkeit und -richtung.

Die Lufttemperatur variiert zwischen Tag und Nacht und von Jahreszeit zu Jahreszeit aufgrund von Veränderungen in der Erwärmung der Erdatmosphäre. Aufgrund der wärmenden Wirkung der Sonne weht tagsüber mehr Wind. Luftmassen unterscheiden sich auch in der Temperatur. Einer warmen Luftmasse geht eine Warmfront voraus. Warme Luft ist weniger dicht als kalte Luft, daher strömt warme Luft auf und über die kalte Luft und verursacht Winde. Umgekehrt erzeugt auch eine Kaltfront, die Vorderkante einer kalten Luftmasse, Wind.

Der Luftdruck ist das Gewicht einer Luftsäule, die vom Boden aus den oberen Teil der Atmosphäre erreicht. Der Luftdruck nimmt mit zunehmender Höhe ab und schwankt über die Erdoberfläche aufgrund von Höhenunterschieden. An der Erdoberfläche weht der Wind horizontal von Hochdruck- zu Tiefdruckgebieten. Die Geschwindigkeit wird durch die Luftdruckänderungsrate oder den Gradienten zwischen den beiden Druckbereichen bestimmt. Je größer der Druckunterschied, desto schneller weht der Wind.

Die Zentripetalkraft erhöht die Luftgeschwindigkeit und beeinflusst die Richtung des Windes, der um das Zentrum der Zirkulation strömt. Diese Beschleunigung erzeugt eine Kraft im rechten Winkel zur Windströmung und nach innen in Richtung des Rotationszentrums, wie beispielsweise bei Tief- und Hochdrucksystemen. Die Winde in einem Tiefdrucksystem, den sogenannten Zyklonen, wehen auf der Nordhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn und einwärts. Winde in Hochdruckgebieten, die als Antizyklone bekannt sind, wehen auf der Nordhalbkugel im Uhrzeigersinn und nach außen.

Die Rotation der Erde um ihre Achse bewirkt, dass die Winde ihre Richtung ändern, wodurch die sogenannten vorherrschenden Winde entstehen. Diese Windverschiebung, bekannt als Coriolis-Effekt, bewirkt, dass sich die Winde auf der Nordhalbkugel nach rechts und die Winde auf der Südhalbkugel nach links drehen. Die Passatwinde, auch Ostwinde genannt, wehen in Äquatornähe zwischen 30 Grad nördlicher Breite und 30 Grad südlicher Breite. Nördlich des Äquators wehen diese Passatwinde aus Nordosten. Umgekehrt wehen sie aus dem Südosten südlich des Äquators. Die Westwinde der mittleren Breiten wehen auf der Nordhalbkugel aus Südwesten und auf der Südhalbkugel aus Nordwesten. Die Polarwinde herrschen in der Arktis und Antarktis vom 60. Breitengrad bis zu den Polen vor. Diese Winde wehen in der Arktis aus Nordosten und in der Antarktis aus Südosten.