Hva forårsaker forskyvning av vind- og trykkbelter?

Alle luftbevegelser har røtter i trykkdifferensialer i atmosfæren, kalt trykkgradienter. Systematiske forskjeller i jordens landtemperatur påvirker lufttrykket, og betydelige trykkmønstre som vedvarer over tid kalles trykkbelter eller vindbelter. Vindbelter er avhengig av temperatur, slik at temperaturendringer kan bevege beltene og også endre vindmønster.

Varmen fra solen er sterkest ved ekvator, der solstrålene er mer intense. Dette betyr at land- og havoverflaten nær ekvator har en tendens til å være varmere enn andre steder. Andre faktorer fører til forskjeller i overflatetemperatur, som landets geografi, og havene har en tendens til å være kjøligere og mer stabil i temperatur enn land. Sluttresultatet er at det er store, systematiske ubalanser i overflatetemperaturer på jorden i tillegg til mindre, lokale.

Overflatetemperaturer påvirker temperaturen i luften over dem. Fordi varmere luft er mindre tett, har den en tendens til å stige, mens det motsatte gjelder for kjølig luft - den er tettere og har en tendens til å synke. Stigende varm luft skaper lavt trykk, og synkende kald luft skaper høyt trykk. Forskjellen i trykk mellom to punkter i atmosfæren kalles trykkgradienten. Fordi luft beveger seg fra høyt trykk til lavt trykk, skaper trykkgradienter vind ved å indusere raske luftbevegelser til fra høyt til lavt trykk.

Noen luftbevegelser er resultatet av de systematiske trykkgradientene som oppstår fra breddeforandringer i jordens overflatetemperatur. Et bemerkelsesverdig eksempel er Hadley-cellen, en bevegelse av varm luft fra tropene som stiger, strømmer mot polene og deretter avkjøles og synker rundt 30 grader nord og sør for ekvator. Denne bevegelsen skaper belter med lavt trykk i tropene og høyt trykk i den tempererte sonen der luften synker.

Fordi både små vinder og større trykkbelter drives av temperaturdifferensialer, kan endringer i temperaturen på overflaten endre dem. For eksempel inkluderer ENSO (sørlige svingninger) hendelser, som El Nino og La Nina, ikke-sesongmessige endringer i havtemperaturen som kan forstørre eller redusere styrken til vindbelter over kloden. På samme måte, når sentre med lavt trykk eller høyt trykk beveger seg gjennom et område, kan de endre strømmen av lokal vind og til og med skape stormer. Tropiske sykloner kommer fra lavtrykkssoner i tropene, og deres kraftige vind er noen av de sterkeste på planeten.