מה גורם להעברת חגורות רוח ולחץ?

שורשי כל תנועות האוויר שורשים בהפרשי לחץ באטמוספירה, הנקראים שיפועי לחץ. הבדלים שיטתיים בטמפרטורת היבשה של כדור הארץ משפיעים על לחץ האוויר, ודפוסי לחץ משמעותיים הנמשכים לאורך זמן נקראים חגורות לחץ, או חגורות רוח. חגורות רוח תלויות בטמפרטורה, ולכן שינויי טמפרטורה יכולים להזיז את החגורות וגם לשנות דפוסי רוח.

החום מהשמש חזק ביותר בקו המשווה, שם קרני השמש חזקות יותר. משמעות הדבר היא כי פני האדמה והאוקיאנוס ליד קו המשווה נוטים להיות חמים יותר מאשר במקומות אחרים. גורמים אחרים מובילים להבדלים בטמפרטורת פני השטח, כמו הגיאוגרפיה של הארץ, והאוקיאנוסים נוטים להיות קרירים יותר ויציבים יותר בטמפרטורה מאשר היבשה. התוצאה הסופית היא שקיימים חוסר איזון גדול ושיטתי בטמפרטורות השטח על פני כדור הארץ בנוסף לחלקים קטנים יותר ומקומיים.

טמפרטורות פני השטח משפיעות על טמפרטורת האוויר שמעליהן. מכיוון שאוויר חם פחות צפוף, הוא נוטה לעלות, ואילו ההפך נכון לאוויר קר - הוא צפוף יותר ונוטה לשקוע. עלייה באוויר חם יוצרת לחץ נמוך, ושוקע אוויר קריר יוצר לחץ גבוה. ההבדל בלחץ בין שתי נקודות באטמוספירה נקרא שיפוע הלחץ. מכיוון שהאוויר עובר מלחץ גבוה ללחץ נמוך, שיפועי לחץ יוצרים רוח על ידי גרימת תנועות אוויר מהירות ללחץ גבוה לנמוך.

חלק מתנועות האוויר הן תוצאה של שיפועי הלחץ השיטתיים הנובעים משינויים רוחביים בטמפרטורת פני האדמה. אחת הדוגמאות הבולטות היא תא האדלי, תנועה של אוויר חם מהטרופיים העולה, זורמת לעבר הקטבים ואז מתקררת ושוקעת בסביבות 30 מעלות צפונית ודרומית לקו המשווה. תנועה זו יוצרת חגורות של לחץ נמוך באזורים הטרופיים ולחץ גבוה באזור הממוזג בו האוויר שוקע.

מכיוון שגם רוחות קטנות וגם חגורות לחץ גדולות יותר מונעות על ידי הפרשי טמפרטורה, שינויים בטמפרטורה על פני השטח יכולים לשנות אותם. לדוגמא, אירועי ENSO (תנודה דרומית), כגון אל נינו ולה נינה, כוללים לא עונתי שינויים בטמפרטורת האוקיאנוס שיכולים להגדיל או להקטין את חוזק חגורות הרוח ברחבי גלוֹבּוּס. באופן דומה, כאשר מרכזי לחץ נמוך או לחץ גבוה נעים באזור, הם יכולים לשנות את זרימת הרוח המקומית ואף ליצור סערות. ציקלונים טרופיים מגיעים מאזורי לחץ נמוך באזורים הטרופיים, ורוחותיהם החזקות הן מהחזקות ביותר על פני כדור הארץ.