Cztery siły, które wpływają na prędkość i kierunek wiatru

Wiatr definiuje się jako ruch powietrza w dowolnym kierunku. Prędkość wiatru waha się od spokojnego do bardzo dużych prędkości huraganów. Wiatr powstaje, gdy powietrze przemieszcza się z obszarów o wysokim ciśnieniu w kierunku obszarów, w których ciśnienie powietrza jest niskie. Sezonowe zmiany temperatury i obrót Ziemi również wpływają na prędkość i kierunek wiatru.

Temperatura powietrza zmienia się w ciągu dnia i nocy oraz w zależności od pory roku ze względu na zmiany ogrzewania atmosfery ziemskiej. Ze względu na ocieplenie słoneczne w ciągu dnia wieje więcej wiatrów. Masy powietrza różnią się również temperaturą. Ciepły front poprzedza masę ciepłego powietrza. Ciepłe powietrze jest mniej gęste niż zimne, więc ciepłe powietrze unosi się w górę i nad zimnym powietrzem, powodując wiatr. Odwrotnie, zimny front, czołowa krawędź zimnej masy powietrza, również wytwarza wiatr.

Ciśnienie powietrza to waga słupa powietrza docierającego z ziemi do górnej części atmosfery. Ciśnienie powietrza spada wraz ze wzrostem wysokości i zmienia się na powierzchni Ziemi z powodu różnic wysokości terenu. Na powierzchni Ziemi wiatr wieje poziomo od obszarów wysokiego ciśnienia do obszarów niskiego ciśnienia. Prędkość jest określona przez szybkość zmiany ciśnienia powietrza lub gradient pomiędzy dwoma obszarami ciśnienia. Im większa różnica ciśnień, tym szybsze wiatry.

Siła dośrodkowa zwiększa prędkość powietrza i wpływa na kierunek wiatru opływającego środek cyrkulacji. Przyspieszenie to wytwarza siłę pod kątem prostym do przepływu wiatru i do wewnątrz, w kierunku środka obrotu, np. w systemach niskiego i wysokiego ciśnienia. Wiatry w systemie niskiego ciśnienia, zwanym cyklonami, wieją na półkuli północnej w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara i do wewnątrz. Wiatry w systemach wysokiego ciśnienia, znane jako antycyklony, wieją na półkuli północnej zgodnie z ruchem wskazówek zegara i na zewnątrz.

Obrót Ziemi wokół własnej osi powoduje, że wiatry zmieniają kierunek, tworząc tak zwane wiatry dominujące. To przesunięcie wiatru, znane jako efekt Coriolisa, powoduje, że wiatry na półkuli północnej przesuwają się w prawo, a wiatry na półkuli południowej przesuwają się w lewo. Pasaty, zwane także wschodnimi, wieją w pobliżu równika między 30 stopniem szerokości geograficznej północnej a 30 stopniem szerokości geograficznej południowej. Na północ od równika pasaty wieją z północnego wschodu. I odwrotnie, wieją z południowo-wschodniego południa równika. Zachodnie części środkowych szerokości geograficznych wieją z południowego zachodu na półkuli północnej i z północnego zachodu na półkuli południowej. W Arktyce i Antarktyce przeważają wiatry polarne, od 60 stopni szerokości geograficznej do biegunów. Wiatry te wieją z północnego wschodu w Arktyce i z południowego wschodu w Antarktyce.