Kuinka paine vaikuttaa tuuleen?

Ilmanpaine ohjaa tuulen syntymistä maailmanlaajuisesti. Vaikka se ei ole ainoa tekijä, ilmanpaineen erot koko maapallon ilmakehässä johtavat suoraan tuuleen ja vaikuttavat tuulen nopeuteen ja suuntaan. Paine-erot vaikuttavat myös suurempiin sääjärjestelmiin, kuten myrskyihin, jopa hurrikaaneihin.

Maapallon ilmakehä on seos useista erilaisista kaasuista, enimmäkseen typestä ja hapesta, ja pieniä määriä muita kaasuja. Ne sekoitetaan tasaisesti siten, että ilmakehällä on homogeenisen nesteen konsistenssi. Koko ilmakehässä ilmakehän paine-eroja syntyy lämpötilaerojen ja muiden monimutkaisten tekijöiden seurauksena. Kahden alueen välistä paine-eroa kutsutaan painogradientiksi, ja juuri tällä kaltevuudella on merkitys tuulessa.

Kun osassa ilmakehää on alhaisempi paine kuin ympäröivällä alueella, on olemassa paine-gradientti. Kuuma ilma nousee ja viileä ilma uppoaa, joten jos yksi ilmakehän alue kuumenee kuin sen ympäristö, se nousee ja jättää sen alle matalapaineisen alueen. Viileämpi ilma tunkeutuu matalapaine-alueelle, koska ilmakehän kaltaiset nesteet liikkuvat painegradientteja pitkin, kunnes paine-ero on tasattu.

Kun ilma liikkuu matalapainealueelle paineen kaltevuuden epätasapainon korjaamiseksi, ihmiset kokevat liikkuvan ilman tuulena. Suuremmat paineen kaltevuudet tuottavat voimakkaampia tuulia. Maan tuuleen vaikuttaa myös maapallon pyörimisvoima, joka tunnetaan nimellä Coriolis-voima tai Coriolis-vaikutus, jolla on taipumus kääntää tuulet oikealle pohjoisella pallonpuoliskolla. Coriolisin voima- ja paine-gradientti voi tuottaa tuulta eri nopeuksilla ja suunnilla.

Painekaltevuuksien tuottama tuuli ei rajoitu yksinkertaisiin tuuliin. Sääjärjestelmät, kuten myrskyt, voivat myös johtua paine-eroista. Esimerkiksi trooppiset syklonit, kuten hurrikaanit, alkavat tyypillisesti "trooppisina syvennyksinä" tai tropiikin matalapainevyöhykkeinä. Terävien painehäviöiden yhdistelmä voimakkaiden myrskyjen keskellä ja pyörivät Coriolis-voimat luovat trooppisten syklonien spiraalimallin.