Vi lever på botten av ett hav av luft. Strömmar i detta hav förflyttar massor* av gas runt och denna rörelse skapar det väder som vi upplever varje dag.
Videoöversikt
Detta lufthav består mestadels av molekyler av tvåatomigt kväve och syre med mindre mängder argon, helium och koldioxid. Luften ovanför oss innehåller också varierande mängder vattenånga.
Alla dessa molekyler har en massa som dras mot jorden av gravitationskraften.
Gravitationens dragningskraft på alla molekylerna i kolonnen av gas ovanför var och en av oss tillämpar en kraft på oss som vi upplever som det atmosfäriska trycket.
Lufttrycket är störst vid marken och minskar med höjden, både för att luftpelaren blir kortare på högre höjd och för att gaspartiklarnas densitet* minskar, vilket innebär att det finns färre gaspartiklar per volymenhet* på hög höjd jämfört med på marknivå.
När enskilda gasmolekyler värms upp tar de upp mer utrymme vilket gör att gasen blir mindre tät. Allt annat lika minskar lufttrycket med stigande lufttemperatur. Mängden vattenånga som finns närvarande påverkar också det atmosfäriska trycket. Ökad koncentration av vattenånga*s minskar det atmosfäriska trycket.
Varm luft är mindre tät än torr luft. Fuktig luft som innehåller vattenånga är mindre tät än torr luft, så varm våt luft är mindre tät än kall torr luft.
Ojämna uppvärmningar och varierande mängder vattenånga i atmosfären resulterar i områden med högt och lågt tryck. Denna tryckskillnad gör att luften rör sig längs marken från områden med högt tryck till områden med lägre tryck. Vi upplever dessa luftströmmar som vind.
Den kraft som driver dessa strömmar orsakas av skillnaden i tryck mellan de två regionerna. Detta kallas tryckgradientkraft.
Luftmassor som förflyttas av tryckgradientkraften överför värme genom konvektion när kallare gaspartiklar rör sig in i områden som innehåller varmare gaspartiklar. Detta liknar de mindre mer inneslutna konventionscykler som finns i ett rum som värms upp från ena sidan. Även om det inte är lika enkelt i atmosfären eftersom systemet är mer öppet, så de stigande och fallande luftmassorna orsakar rörelse i många riktningar.
Momentet av luft upp kring regioner med lågtryck gör att luftmassorna konvergerar nära marken och divergerar högt upp i troposfären. Det motsatta sker kring regioner med högt tryck där luftströmmarna divergerar nära marken och konvergerar i den övre atmosfären.
Då vi lever på en roterande planet blåser vindarna inte i raka linjer direkt mellan regioner med högt och lågt tryck. Den faktiska vindriktningen bestäms av hur luftrörelser som drivs av tryckgradientkrafter avleds av corioliseffekten.