Όλες οι κινήσεις του αέρα έχουν τις ρίζες τους σε διαφορές πίεσης στην ατμόσφαιρα, που ονομάζονται βαθμίδες πίεσης. Οι συστηματικές διαφορές στη θερμοκρασία της γης επηρεάζουν την πίεση του αέρα και τα σημαντικά πρότυπα πίεσης που παραμένουν με την πάροδο του χρόνου ονομάζονται ζώνες πίεσης ή ιμάντες. Οι ιμάντες αέρα εξαρτώνται από τη θερμοκρασία, επομένως οι αλλαγές θερμοκρασίας μπορούν να μετακινήσουν τους ιμάντες και επίσης να αλλάξουν τα μοτίβα ανέμου.
Ηλιακή θέρμανση
Η θερμότητα από τον ήλιο είναι ισχυρότερη στον ισημερινό, όπου οι ηλιακές ακτίνες είναι πιο έντονες. Αυτό σημαίνει ότι η επιφάνεια της γης και του ωκεανού κοντά στον ισημερινό τείνει να είναι θερμότερη από ό, τι αλλού. Άλλοι παράγοντες οδηγούν σε διαφορές στη θερμοκρασία της επιφάνειας, όπως η γεωγραφία της γης, και οι ωκεανοί τείνουν να είναι πιο δροσεροί και πιο σταθεροί στη θερμοκρασία από την ξηρά. Το τελικό αποτέλεσμα είναι ότι υπάρχουν μεγάλες, συστηματικές ανισορροπίες στις επιφανειακές θερμοκρασίες στη Γη εκτός από τις μικρότερες, τοπικές.
Κλίσεις πίεσης
Οι θερμοκρασίες της επιφάνειας επηρεάζουν τη θερμοκρασία του αέρα πάνω από αυτές. Επειδή ο θερμός αέρας είναι λιγότερο πυκνός, τείνει να ανεβαίνει, ενώ το αντίστροφο ισχύει για τον δροσερό αέρα - είναι πιο πυκνός και τείνει να βυθιστεί. Η άνοδος του ζεστού αέρα δημιουργεί χαμηλή πίεση και η βύθιση του δροσερού αέρα δημιουργεί υψηλή πίεση. Η διαφορά πίεσης μεταξύ δύο σημείων στην ατμόσφαιρα ονομάζεται κλίση πίεσης. Επειδή ο αέρας κινείται από υψηλή πίεση σε χαμηλή πίεση, οι κλίσεις πίεσης δημιουργούν άνεμο προκαλώντας γρήγορες κινήσεις αέρα από από υψηλή σε χαμηλή πίεση.
Ιμάντες πίεσης
Ορισμένες κινήσεις του αέρα είναι το αποτέλεσμα των συστηματικών βαθμίδων πίεσης που προκύπτουν από γεωγραφικές μεταβολές της θερμοκρασίας της Γης. Ένα αξιοσημείωτο παράδειγμα είναι το Hadley Cell, μια κίνηση ζεστού αέρα από τις τροπικές περιοχές που ανεβαίνει, ρέει προς τους πόλους και στη συνέχεια ψύχεται και βυθίζεται περίπου 30 μοίρες βόρεια και νότια του ισημερινού. Αυτή η κίνηση δημιουργεί ζώνες χαμηλής πίεσης στις τροπικές περιοχές και υψηλή πίεση στην εύκρατη ζώνη όπου ο αέρας βυθίζεται.
Μετατόπιση
Επειδή τόσο οι μικροί άνεμοι όσο και οι μεγαλύτεροι ιμάντες πίεσης οδηγούνται από διαφορές θερμοκρασίας, οι αλλαγές θερμοκρασίας στην επιφάνεια μπορούν να τις αλλάξουν. Για παράδειγμα, τα γεγονότα ENSO (νότια ταλάντωση), όπως το El Nino και το La Nina, περιλαμβάνουν μη εποχιακά μεταβολές στη θερμοκρασία του ωκεανού που μπορούν να μεγεθύνουν ή να μειώσουν την αντοχή των ιμάντων σε όλη την περιοχή σφαίρα. Ομοίως, όταν κέντρα χαμηλής πίεσης ή υψηλής πίεσης κινούνται μέσω μιας περιοχής, μπορούν να αλλάξουν τη ροή του τοπικού ανέμου και ακόμη και να δημιουργήσουν καταιγίδες. Οι τροπικοί κυκλώνες προέρχονται από ζώνες χαμηλής πίεσης στις τροπικές περιοχές και οι ισχυροί άνεμοι τους είναι μερικοί από τους ισχυρότερους στον πλανήτη.