Ruch obiegowy ziemi sprawia, że w cyklu rocznym poszczególne części globu otrzymują różne dawki energii słonecznej, które odmiennie oddziaływają. Ruch obrotowy ziemi zwiększa to zróżnicowanie, w rytmie dobowym. Nieustannie zatem, przesuwają się ziemskie strefy odmiennego ciśnienia, a także powstają, zanikają i przemieszczają się centra baryczne, czyli obszary podwyższonego lub obniżonego ciśnienia o zamkniętych izobarach.
WIATRY
Tam, gdzie słońce stale dostarcza najwięcej energii, ogrzewając powietrze występują prądy wznoszące. Powietrze w dolnej warstwie staje się rzadsze. Konsekwencją tego jest niskie ciśnienie i powstawanie pasa ciszy. Dotyczy to zwłaszcza wąskiej i przesuwającej się w ciągu roku strefy prądów wznoszących w obszarze międzyzwrotnikowym. Prądy te występują nad równikiem niemal stale, ale dwukrotnie w ciągu roku w marcu i we wrześniu zaznaczają się najbardziej. W czerwcu pas ciszy przesuwa się nieco na północ od równika, w stronę zwrotnika raka, a w grudniu pojawia się na półkuli południowej, wędrując ku zwrotnikowi koziorożca. Przemieszczanie się pasa prądów wstępujących pociąga za sobą roczną wędrówkę całego systemu wiatrów globalnych.
Opadanie stłoczonego powietrza w obszarach zwrotnikowych powoduje wzrost ciśnienia. Ciśnienie to jest rozładowywane zarówno w kierunku równika jak i ku większym szerokością geograficznym. Od wysokiego ciśnienia zwrotnikowego ku niskiemu ciśnieniu równikowemu wieje wiatr zwany pasatem. Wskutek efektu Coriolisa jest on również odchylany. Na półkuli północnej w prawo a na półkuli południowej w lewo. Po zewnętrznych stronach stref zwrotnikowych rozwijają się strefy wędrownych cyklonów umiarkowanych szerokości geograficznych. Dominuje tu wiatr zachodni. Szczególnie wyraźna strefa wiatru zachodniego występuje na półkuli południowej, mniej wyrazista jest ona na półkuli północnej.
Powietrze z górnych warstw troposfery zstępuje ku powierzchni ziemi także w bardzo dużych szerokościach geograficznych wokół biegunów. Wytwarzają się tam strefy o podwyższonym ciśnieniu. Dają one początek przyziemnemu wiatrowi wiejącemu ku średnim szerokością geograficznym. W skutek siły Coriolisa przemieszczające się powietrze zmienia kierunek i w efekcie wieje wiatr wschodni.
Nad Ziemią rozpościerają się specyficzne masy powietrza
- równikowego PR
- zwrotnikowego PZ
- polarnego PP charakterystycznego dla umiarkowanych szerokości
- arktycznego lub antarktycznego PA
zależnie od cech fizycznych i położenia geograficznego przyjmują one cechy masy powietrza kontynentalnego bądź morskiego. Na granicach mas wytwarzają się strefy przejściowe tzw. fronty.
Wiatry typu cyklonalnego i antycyklonalnego
Na ziemi istnieje wiele rodzajów wiatrów typu cyklonalnego i antycyklonalnego.
Cyklony tropikalne – w Azji Południowo-Wschodniej nazywane tajfunami, spotyka się przede wszystkim w małych szerokościach geograficznych poniżej 25 stopni szerokości geograficznej płn. płd. Przeważnie powstają one nad morzami w wyniku gwałtownego obniżenia ciśnienia.
Wiry powietrzne są zjawiskiem stosunkowo częstym w atmosferze ziemskiej, szczególnie w małych i umiarkowanych szerokościach geograficznych. Średnice wirów są zwykle małe w porównaniu z cyklonami tropikalnymi. Wiry mają najczęściej postać lejka złączonego szerszą częścią z chmurą burzową. Dolna cieńsza część sięga powierzchni lądu lub morza. Wirowy ruch powietrza w trąbie jest wywołany ogromną różnicą ciśnienia między centrum a skrajem do 100 i więcej hektopaskali. Do zjawisk tego typu należą tornada.
Tornado – odmiana tzw. sztormów czy szkwałów- powstaje najczęściej ponad nizinnym wnętrzem lądu, gdzie wskutek spotkania się ciepłego i wilgotnego powietrza z powietrzem chłodnym dochodzi do wymuszonego unoszenia powietrza ciepłego. Tworzą się wówczas potężne wiry powietrza o ogromnej prędkości obrotowej. Tego typu zaburzenia atmosfery są częste w Ameryce Północnej, gdzie rzeźba terenu ułatwia mieszanie się ciepłych mas powietrza z południa i chłodnych z północy.
Innym rodzajem wiatrów związanych z określonym stanem ciśnienia atmosferycznego są wiatry antycyklonalne. Jest to układ wiatrów wiejących w kierunku zewnętrznym od środka wysokiego ciśnienia. W skutek siły Coriolisa wiatry te na półkuli północnej zbaczają w prawo, a na półkuli południowej w lewo. Do tych wiatrów zaliczamy bryzy i monsuny. Bryza to wiatr powstający wskutek różnic tempa nagrzewania i stygnięcia wody oraz lądu. W ciągu doby może dwukrotnie dochodzić do zmian układu ciśnienia w wąskiej strefie granicznej lądu i morza, a nawet lądu i dużego jeziora.
Skutkiem tych zmian jest bryza dzienna wyraźna w godzinach rannych wiejąca w stronę lądu i bryza nocna najwyraźniejsza w godzinach wieczornych wiejąca w stronę zbiornika wodnego. Jest to wiatr o małej sile, ograniczonym zasięgu i rytmie dobowym.
Monsuny - to wiatry o rytmie rocznym, obejmujące ogromne obszary kontynentów oraz mórz. Geneza zjawisk jest taka sama jak w przypadku bryzy. Monsuny w swej klasycznej postaci występują w południowej i wschodniej Azji. Powstają wskutek sąsiedztwa olbrzymiego bloku kontynentalnego oraz okalających go oceanów. Monsun letni ma duże znaczenie gospodarcze dla wielkich skupisk ludności Azji Południowo-Wschodniej ze względu na nawadnianie ogromnych obszarów lądu.
Nawiązując do wcześniejszego opisu wiatry – to poziome ruchy powietrz. Jednak w przypadku wiatrów cyklonalnych i antycyklonalnych wyraźnie widoczne są również pionowe, konwekcyjne ruchy powietrza. Ponadto poziomo przemieszczające się powietrze prawie zawsze napotyka na swojej drodze przeszkody różnych rozmiarów (ciągi wzgórz, wyżyny, góry itp.). W rezultacie powstaje stromy ruch powietrza. Przykładem są tzw. wiatry fenowe. W naszym regionie noszą one nazwę wiatru halnego. Gdy po dwóch stronach gór wytworzą się różnice ciśnienia, dochodzi do ruchu powietrza. Wskutek unoszenia się powietrza zachodzą w nim zmiany wilgotno-adiabatyczne. Powietrz się ochładza, dochodzi do kondensacji zawartej w nim pary wodnej, wytwarzają się chmury i pojawiają się nawet bardzo obfite deszcze. Po przekroczeniu wierzchołków pasm górskich powietrze opada w dół, ogrzewając się suchoadiabatycznie do temperatury wyższej od występującej na tej samej wysokości po przeciwnej stronie gór. Spadający z wierzchołków pasm górskich porywisty, ciepły i suchy wiatr nosi nazwę fenu.
W momencie gdy poziomo przemieszczane powietrze napotyka na swojej drodze ciągi wzniesień i opada po stronie zawietrznej, zachodzą słabe zjawiska fenowe, zwane pseudofenowymi.
W Polsce zjawiska te obserwuje się na przykład, gdy zachodni wiatr przekracza wzniesienia Pojezierza Kaszubskiego i zstępuje na Żuławy Wiślane.
W obszarach górskich, obok wiatru wznoszącego i opadającego, występuje wiatr dolinny. Powstaje on w wyniku różnicy temperatury powietrza przylegającego do zbocza i powietrza zalegającego nad dnem doliny górskiej lub kotliny. Wiatr ten odznacza się rytmem dobowym – w dzień zwykle wieje w górę, a nocą w dół. Inny wiatr o składowej pionowej to wiatr spływowy. Tworzy się on gdy ponad rozległymi wyniesionymi obszarami zalega zimne powietrze, a nad niżej położonym obramowaniem tych wzniesień znajduje się powietrze cieplejsze. Zimne powietrze spływa w dół w postaci silnego, dokuczliwego, chłodnego wiatru. Takim wiatrem jest bora - chłodny i suchy wiatr na wybrzeżu dalmatyńskim, takim wiatrem jest też mistral – gwałtowny chłodny i suchy wiatr w Prowansji wiejący w dół doliny Rodanu, do tych wiatrów zaliczamy także wiatr lodowcowy.
