空氣密度差異的影響
溫度變化引起的空氣密度差異導(dǎo)致壓力的變化。這就進(jìn)而使大氣產(chǎn)生以氣流和風(fēng)的形式進(jìn)行的垂直和水平運(yùn)動。大氣中的運(yùn)動結(jié)合濕度就產(chǎn)生了云和降水，否則就稱為天氣。
風(fēng)
壓力和溫度變化在大氣中產(chǎn)生了兩種運(yùn)動-上升或下降氣流的垂直運(yùn)動，以及風(fēng)形式的水平運(yùn)動。大氣中這兩種類型的運(yùn)動都重要，因?yàn)樗鼈冇绊懫痫w，著陸和巡航飛行操作。然而，更為重要的是大氣中的這些運(yùn)動，否則稱為大氣循環(huán)，導(dǎo)致了天氣的變化。
大氣循環(huán)的原因
大氣循環(huán)是空氣圍繞地球表明的運(yùn)動。它是由于地球表面的不均勻受熱，擾亂了大氣的平衡，導(dǎo)致了空氣運(yùn)動和大氣壓力的改變而引起的。由于地球有彎曲的表面，它繞傾斜的軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)也繞太陽進(jìn)行軌道運(yùn)動，地球的靠近赤道區(qū)域比極地區(qū)域從太陽接收到更大量的熱量。太陽向地球傳熱的總量依賴于一天的時(shí)刻，一年的季節(jié)和特定地區(qū)所在的緯度。所有這些因素都會影響太陽照射地球某一地面的時(shí)間長度和角度。
在一般的循環(huán)理論中，低壓區(qū)域存在于近赤道地區(qū)，高壓區(qū)域存在于近極地地區(qū)，原因是溫度的差異。陽光的加熱導(dǎo)致空氣的密度降低，從而在近赤道地區(qū)上升。作為結(jié)果的低壓使得極地的高壓空氣沿地球表面向赤道區(qū)域流動。當(dāng)溫暖的空氣流向極地時(shí)，它會變冷，變得更加稠密，進(jìn)而下沉回到地面。如圖10-8

這個(gè)空氣循環(huán)模式在理論上是正確的；然而，空氣循環(huán)被幾個(gè)力改變了，最為重要的是地球的自轉(zhuǎn)。
地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的力稱為科里奧利力(Coriolis Force)【簡稱為地球自轉(zhuǎn)偏向力】。這個(gè)力在我們走動時(shí)是無法感覺得到的，因?yàn)橄鄬τ诘厍蜃赞D(zhuǎn)的尺度和速度我們行進(jìn)的速度很慢，行進(jìn)的距離也相當(dāng)?shù)亩�。然而，它會明顯的影響移動很大距離的物體，例如一個(gè)氣團(tuán)或者水體。地球自轉(zhuǎn)偏向力在北半球使得空氣向右偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致它沿著彎曲的路線前進(jìn)而不是直線。偏轉(zhuǎn)的程度根據(jù)緯度的不同而變化。在極地是最大的，而在赤道降低為零。地球自轉(zhuǎn)偏向力的大小也隨運(yùn)動物體的速度而不同，速度越快，偏轉(zhuǎn)的越大。在北半球，地球的自轉(zhuǎn)使運(yùn)動的空氣向右偏轉(zhuǎn)，而且改變了空氣的總體循環(huán)模式。
地球的自轉(zhuǎn)速度導(dǎo)致每個(gè)半球上整體的氣流分開成三個(gè)明顯的氣流單元。如圖10-9

在北半球，赤道地區(qū)的暖空氣從地表向上升起，向北流動，同時(shí)因地球的自轉(zhuǎn)而向東轉(zhuǎn)向。當(dāng)它前進(jìn)到從赤道到北極距離的三分之一時(shí)，它不再向北流動，而是向東流動。這時(shí)空氣會在大約北緯30度的帶狀區(qū)域變冷下降，導(dǎo)致它向地表下降的區(qū)域成為一個(gè)高壓區(qū)域。然后它沿著地表向南回流向赤道。地球自轉(zhuǎn)偏向力使得氣流向右偏轉(zhuǎn)，因此在北緯30度到赤道之間產(chǎn)生了東北方向的信風(fēng)。類似的力產(chǎn)生了30度到60度范圍內(nèi)以及60度到極地地區(qū)的圍繞地球的循環(huán)單元。這個(gè)循環(huán)模式導(dǎo)致了在美國本土邊界內(nèi)的西風(fēng)盛行�！久绹�本土和墨西哥以及加拿大的邊界都是東西方向的，所在緯度區(qū)域流行西風(fēng)�！�