Що спричиняє різницю в тиску, що призводить до вітру?

Повітря, що тече із зон високого тиску в зони низького тиску, спричиняє вітри, подібно до того, як повітря струменіє з пробитої шини або повітряної кулі. Нерівномірне нагрівання та конвекція створюють різницю тиску; ті самі тенденції створюють струми в каструлі з водяним нагріванням на плиті. Різниця в цьому випадку полягає в тому, що конвекційні струми що створюють вітри, відбуваються у набагато більших масштабах.

Тепле повітря розширюється і стає менш щільним, змушуючи його підніматися, тоді як холодне повітря стискається і стає більш щільним, внаслідок чого воно тоне. У регіонах, де повітря тепле, воно підніметься, і холодне повітря буде вриватися під нього, щоб зайняти своє місце. Коли тепле повітря піднімається, воно охолоджується, з часом опускаючись назад на землю в іншому місці. Струми, створені цими тенденціями, називаються конвекційними.

Поверхня Землі нагрівається сонцем нерівномірно. Вісь обертання Землі знаходиться під нахилом відносно своєї орбіти; півкуля, спрямована до сонця, переживає літо, тоді як інша півкуля переживає зиму. Регіони поблизу екватора отримують більше сонячного світла протягом року, ніж будь-який інший регіон. Це нерівномірне нагрівання створює гігантські конвекційні течії, які транспортують тепло на північ і південь від екватора; ці течії називаються клітинами Хадлі, а породжувані ними вітри - пасатами.

Іншим важливим фактором є різниця між океаном і сушею. Земля нагрівається і остигає швидше, ніж море. Щодня це створює так званий бриз на суші. Удень суша швидко нагрівається, тому повітря над сушею піднімається до виходу в море, тоді як прохолодне повітря над морем опускається, перш ніж повернутися назад на сушу. Результат - прохолодний «морський бриз», що дме углиб океану. У нічний час, навпаки, море тепліше за сушу, тому візерунок змінюється навпаки, і вітер тепер дує назад у море.

У більш тривалих масштабах різниця між морем і сушею спричиняє масштабні вітрові схеми, такі як мусони. Влітку море прохолодніше суші, і вологе повітря тече від океану до узбережжя, часто спричиняючи рясні опади. Взимку картина змінюється, як і при щоденному вітрі на суші. Існує багато інших цікавих місцевих та регіональних вітрових схем, які розвиваються, але всі вони мають це спільне: вони спричинені нерівномірним нагріванням поверхні Землі сонцем.