A szél fontos szerepet játszik a Föld időjárásában. A hivatalos leggyorsabb, 253 mérföld per órás szélsebesség 1996-ban következett be az ausztráliai Olivia ciklon során. A nem hivatalos leggyorsabb szél, a Doppler radar által kiszámított 318 mérföld per óra, egy tornádó során történt Oklahoma City közelében 1999-ben. Annak megértése, hogy mi okozza a szelet, különösen ezeket a pusztító szelet, annak megértésével kezdődik, hogy a Nap hogyan melegíti fel a Föld felszínét.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
Szél akkor keletkezik, amikor a levegő a nagynyomású rendszerből az alacsony nyomású rendszerbe kerül. Minél nagyobb a nyomáskülönbség, annál erősebb a szél. A hőmérséklet-különbségek okozzák ezeket a nyomáskülönbségeket.
A Nap energiája
A Nap energiája egyenetlenül melegíti a Föld légkörét. Az Egyenlítőnél a fűtés viszonylag állandó, míg a Nap energiája a szélesség növekedésével egyre nagyobb területen terjed. Ez az energiaeloszlásbeli különbség globális szélmintákat hoz létre.
A légkör felmelegedésével a melegebb levegő emelkedik, ami alacsonyabb nyomású területeket hoz létre. A szomszédos nagynyomású rendszerek képződő hidegebb, sűrűbb levegő elmozdul az emelkedő melegebb levegő által hagyott tér kitöltésére. A meleg levegő lehűl, amikor a troposzféra tetejéhez közeledik, és visszasüllyed a Föld felszíne felé, konvekciós áramokat hozva létre a légkörben.
A magas nyomású időjárási rendszerek jellemzően a hidegebb légmintákból, míg az alacsony nyomású időjárási rendszerek általában a melegebb légmintákból adódnak.
Coriolis-effektus és szélirány
Ha a Föld nem forog, akkor a légkör konvekciós áramai olyan szeleket képesek kifejleszteni, amelyek a pólusoktól egészen az Egyenlítőig fújnak. A Föld tengelye körüli forgása azonban a Coriolis hatás. A forgó Föld egyenes vonalból görbévé tereli a szelet. Minél erősebb a szél, annál nagyobb az ív.
Az északi féltekén az elhajlás jobbra ível. A déli féltekén az elhajlás balra görbül. A Coriolis-effektus irányának mérlegelésének másik módja egy közvetlenül az északi pólus felett úszó űrhajós perspektívája. Az Egyenlítőtől északra elengedett héliumgömb az óramutató járásával ellentétes irányba halad.
Ha az űrhajós ehelyett a déli pólus felett lenne, és a léggömböt az Egyenlítőtől délre engednék, úgy tűnik, hogy a ballon az óramutató járásával megegyező irányban halad.
Kereskedelmi szelek, nyugati és sarki húsvétok
Közben visszatérve az Egyenlítőhöz, az emelkedő levegő oszlopának tetején lévő hűtőlevegő félretolódik, és elkezd zuhanni a Föld felszínére. A Coriolis-effektus az egyenlítőhöz legközelebb eső emelkedő és zuhanó levegőt a szakszélnek nevezett szélmintába csavarja. Az északi féltekén a kereskedelmi szelek északkeletről délnyugatra, míg a déli féltekén délkelet felől északnyugatra áramlanak a szelek.
A szélesség a közepes szélességi körökben ellentétes irányban folyik, általában nyugatról keletre. Az Egyesült Államokban az időjárási szokások a nyugati parttól a keleti part felé haladnak. Ezeket a szeleket hívják nyugatiak.
Az északi szélesség 60 ° felett és a szélesség 60 ° alatt a szél az Egyenlítő felé próbál fújni, de a Coriolis-effektus a sarki keleti.
A korai felfedezők megismerhették ezeket az általános mintákat, és a világ felfedezéséhez használták fel őket. Ezek a szélminták állandó meghajtó forrást jelentettek az Európából és Afrikából az Újvilágba és visszafelé utazó vitorlás hajók számára.
Hőmérséklet, légnyomás és szél
A szél okozta nyomáskülönbségeket a hőmérséklet-különbségek okozzák. Úgy tűnik, hogy a helyi szélminták sértik a globális szélmintákat, mindaddig, amíg azokat részletesebben nem vizsgáljuk.
Szárazföldi és tengeri szellők
A szárazföldi területek gyorsabban melegednek és hűlnek, mint a víz. Napközben a föld felmelegszik, amely felmelegíti a föld fölött a levegőt. A föld fölé emelkedő meleg levegő hűvösebb levegőt húz be a vízből. Éjjel fordított folyamat következik be.
A víz hosszabb ideig tartja a hőmérsékletet, mint a szárazföld, így a melegebb levegő felemelkedik, és hűvösebb levegőt vezet a föld felől. Ez a parti mintázat lokálisan fokozatos vagy enyhe nyomáskülönbségekkel fordul elő. Az erősebb nyomásrendszerek semmissé teszik azt a csekély talaj-víz különbséget, amely ezeket a szellőket okozza.
Hegyi és völgyi szelek
Hasonló helyi jelenség fordul elő hegyvidéki területeken is. A Sun felmelegíti a talajt, amely felmelegíti a szomszédos levegőt. A felmelegedett levegő felemelkedik és a talajtól távolabb eső hidegebb levegő mozog, a melegebb levegőt felfelé tolva a hegyre. Éjszaka a talajhűtés lehűti a földdel szomszédos levegőt.
A hűvösebb, sűrűbb levegő lefelé folyik a hegyről. Ez a légáramlás a hideg levegő elvezetéseként emlegetett kanyonok koncentrált szellőjévé válhat.
Tornádók és hurrikánok
A tornádók és a hurrikánok rendkívüli szele a nyomáskülönbségekből is adódik. A nagynyomású külső réteg és az alacsony nyomású mag közötti rendkívül kis távolság 200 mph-t meghaladó szélsebességet eredményezhet. A Beaufort szélmérleg a megfigyelt jelenségek alapján értékeli ezeket a szelet. (Lásd a Beaufort szélmérleg referenciáit)