Mis põhjustab tuule- ja survevööde nihkumist?

Kõigi õhu liikumiste juured on atmosfääri rõhu erinevustes, mida nimetatakse rõhugradiendideks. Maa maatemperatuuri süstemaatilised erinevused mõjutavad õhurõhku ja olulisi aja jooksul püsivaid rõhumustreid nimetatakse rõhuvöödeks või tuulevöödeks. Tuulevööd sõltuvad temperatuurist, seega võivad temperatuuri muutused vööd liigutada ja muuta ka tuulemustreid.

Päikesesoojus on kõige tugevam ekvaatoril, kus päikesekiired on intensiivsemad. See tähendab, et maa ja ookeani pind ekvaatori lähedal kipub olema soojem kui mujal. Teised tegurid toovad kaasa pinnatemperatuuri erinevused, näiteks maa geograafia, ja ookeanid kipuvad olema jahedamad ja temperatuuril stabiilsemad kui maa. Lõpptulemus on see, et lisaks väiksematele lokaalsetele on Maal ka pinnatemperatuuride suured ja süsteemsed tasakaalustamatused.

Pinnatemperatuurid mõjutavad nende kohal oleva õhu temperatuuri. Kuna kuumem õhk on vähem tihe, kipub see tõusma, samas kui jaheda õhu puhul on see vastupidi - see on tihedam ja kipub vajuma. Sooja õhu tõustes tekib madal rõhk ja jaheda õhu vajumisel kõrge rõhk. Rõhu erinevust mis tahes kahe atmosfääripunkti vahel nimetatakse rõhugradiendiks. Kuna õhk liigub kõrgrõhkkonnalt madalrõhkkonnale, tekitavad rõhugradiendid tuule, kutsudes õhurõhku kiirelt madalrõhkkonnale.

Mõned õhu liikumised tulenevad süstemaatilistest rõhugradientidest, mis tulenevad Maa pinnatemperatuuri laiuskraadimuutustest. Üks tähelepanuväärne näide on Hadley rakk, soe õhu liikumine troopikast, mis tõuseb, voolab pooluste suunas ning seejärel jahtub ja vajub umbes 30 kraadi ekvaatorist põhja ja lõuna poole. See liikumine tekitab troopikas madalrõhulinde ja parasvöötmes, kus õhk vajub, kõrgrõhkkonda.

Kuna nii väikesed tuuled kui ka suuremad rõhurihmad on ajendatud temperatuuride erinevustest, võivad temperatuuri muutused pinnal neid muuta. Näiteks ENSO (lõunapoolse võnkumise) sündmused, näiteks El Nino ja La Nina, hõlmavad hooajalisi sündmusi ookeani temperatuuri muutused, mis võivad suurendada või vähendada tuulevööndite tugevust kogu piirkonnas maakera. Samamoodi võivad madalrõhu- või kõrgrõhkkeskused piirkonda liikudes muuta kohaliku tuule voogu ja tekitada isegi torme. Troopilised tsüklonid pärinevad troopikate madalrõhuvöönditest ja nende võimas tuul on planeedi tugevamaid.