สาเหตุการขยับของสายพานลมและแรงดัน

การเคลื่อนที่ของอากาศทั้งหมดมีรากฐานมาจากความแตกต่างของแรงดันในบรรยากาศ เรียกว่าการไล่ระดับแรงดัน ความแตกต่างอย่างเป็นระบบในอุณหภูมิพื้นดินของโลกส่งผลต่อความกดอากาศ และรูปแบบของความดันที่สำคัญที่ยังคงมีอยู่ตลอดเวลาเรียกว่าสายพานแรงดันหรือสายพานลม สายพานลมขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจึงสามารถเคลื่อนย้ายสายพานและเปลี่ยนรูปแบบลมได้

ความร้อนจากดวงอาทิตย์จะแรงที่สุดที่เส้นศูนย์สูตร ซึ่งรังสีดวงอาทิตย์จะรุนแรงกว่า ซึ่งหมายความว่าพื้นดินและพื้นผิวมหาสมุทรใกล้กับเส้นศูนย์สูตรมีแนวโน้มที่จะอุ่นกว่าที่อื่น ปัจจัยอื่นๆ นำไปสู่ความแตกต่างของอุณหภูมิพื้นผิว เช่น ภูมิศาสตร์ของแผ่นดิน และมหาสมุทรมีแนวโน้มที่จะเย็นกว่าและมีอุณหภูมิคงที่มากกว่าพื้นดิน ผลลัพธ์ที่ได้คือมีความไม่สมดุลของอุณหภูมิพื้นผิวบนโลกที่มีขนาดใหญ่และเป็นระบบ นอกเหนือจากอุณหภูมิภายในที่เล็กกว่า

อุณหภูมิพื้นผิวส่งผลต่ออุณหภูมิของอากาศที่อยู่เหนือพวกมัน เนื่องจากอากาศร้อนจะมีความหนาแน่นน้อยกว่า อากาศจึงมีแนวโน้มที่จะสูงขึ้น ในขณะที่อากาศเย็นจะกลับกัน ซึ่งจะมีความหนาแน่นมากกว่าและมีแนวโน้มที่จะจมลง อากาศอุ่นที่เพิ่มขึ้นจะสร้างแรงดันต่ำ และอากาศเย็นที่จมลงจะสร้างแรงกดดันสูง ความแตกต่างของความดันระหว่างจุดสองจุดใดๆ ในบรรยากาศเรียกว่าการไล่ระดับความดัน เนื่องจากอากาศเคลื่อนจากความกดอากาศสูงไปเป็นความกดอากาศต่ำ การไล่ระดับแรงดันจะสร้างลมโดยการชักนำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอากาศอย่างรวดเร็วจากความกดอากาศสูงไปต่ำ

การเคลื่อนที่ของอากาศบางส่วนเป็นผลมาจากการไล่ระดับความกดอากาศอย่างเป็นระบบซึ่งเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงระดับละติจูดในอุณหภูมิพื้นผิวโลก ตัวอย่างหนึ่งที่น่าสังเกตคือ Hadley Cell การเคลื่อนที่ของลมอุ่นจากเขตร้อนที่ลอยขึ้น ไหลไปยังขั้วโลก จากนั้นเย็นลงและจมลงที่ประมาณ 30 องศาเหนือและใต้ของเส้นศูนย์สูตร การเคลื่อนไหวนี้ทำให้เกิดสายพานที่มีแรงดันต่ำในเขตร้อนและเกิดแรงดันสูงในเขตอบอุ่นที่อากาศจะจมลง

เนื่องจากทั้งลมขนาดเล็กและสายพานแรงดันขนาดใหญ่ถูกขับเคลื่อนด้วยความแตกต่างของอุณหภูมิ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่พื้นผิวสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ตัวอย่างเช่น เหตุการณ์ ENSO (การเคลื่อนตัวทางใต้) เช่น El Nino และ La Nina รวมถึงเหตุการณ์ที่ไม่เป็นไปตามฤดูกาล การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิมหาสมุทรที่สามารถขยายหรือลดความแข็งแรงของสายพานลมทั่วทั้ง โลก. ในทำนองเดียวกัน เมื่อศูนย์กลางของความกดอากาศต่ำหรือความกดอากาศสูงเคลื่อนผ่านบริเวณใดบริเวณหนึ่ง พวกมันสามารถเปลี่ยนแปลงกระแสลมในท้องถิ่นและแม้กระทั่งสร้างพายุ พายุหมุนเขตร้อนมาจากเขตความกดอากาศต่ำในเขตร้อน และลมแรงเป็นพายุที่แรงที่สุดในโลก