Rüzgar, havanın dünya yüzeyindeki hareketidir. Hava yoğunluğundaki farklılıklar rüzgara neden olur ve bu da hava basıncında yatay farklılıklara neden olur. Bu basınç sistemleri, atmosferik dolaşımın hem sonucu hem de nedenidir.
Yüksek hızlı rüzgarın kısa patlamaları olan esintiler gibi farklı rüzgar türleri vardır; fırtınalar orta süreli kuvvetli rüzgarlardır; bir esinti uzun süreli ve daha zayıf bir güce sahiptir; ve kasırga veya tayfun şiddetinde kuvvetli rüzgarlar vardır.
Rüzgar yönünü ve hızını etkileyen ana faktörler şunlardır: basınç-gradyan kuvveti, Coriolis kuvveti ve sürtünme. Birlikte çalışan bu faktörler, rüzgarın farklı yönlerde ve farklı hızlarda esmesine neden olur.
Basınç gradyan kuvveti
Hava, yüksek basınç alanlarından düşük basınç alanlarına doğru akar. Bu, havayı harekete geçiren ve eğimden aşağı doğru artan hızla hareket etmesine neden olan basınç gradyan kuvvetidir. Yerçekimi yasasını takip eder ve yokuş aşağı akan su kadar doğaldır. Dünya yüzeyinin ısınması eşit değildir ve bu basınç farklılıklarının sürekli oluşmasına neden olur. Belirli bir yatay mesafedeki basınç farkı ne kadar büyük olursa, kuvvet o kadar büyük olur ve dolayısıyla rüzgar o kadar güçlü olur.
Bir yüzey hava haritasında, dünya yüzeyi üzerindeki hava basıncındaki değişimler izobarlarla gösterilir. Bu izobar hatları, eşit hava basıncına sahip yerleri birbirine bağlar. İzobarların aralığı, belirli bir mesafe boyunca basınç değişikliği miktarını gösterir. Bu, basınç gradyanı olarak ifade edilir. İzobarlar birbirine yakın yerleştirilmişse, kuvvetli rüzgarlar veren dik bir basınç gradyanı vardır. Geniş aralıklı izobarlar, zayıf bir basınç gradyanını ve hafif rüzgarları gösterir.
Coriolis kuvveti
Rüzgarların yönünü etkileyen ikinci kuvvet, Coriolis kuvveti olarak bilinen, dünyanın dönüşünün saptırıcı kuvvetidir. Rüzgarlar kuzey yarımkürede eğimin sağına, güney yarımkürede ise sola sapar.
Coriolis kuvveti, hava akış yönüne dik açılarda yönlendirilir. Rüzgar hızını etkilemez, sadece rüzgar yönünü etkiler. Bununla birlikte, rüzgar ne kadar güçlü olursa, saptırma kuvveti o kadar büyük olur. Ekvatorda rüzgarların sapması yoktur, ancak kutuplarda maksimuma çıkar.
Sürtünme
Sürtünme, rüzgarların hem hızını hem de yönünü etkileyen üçüncü kuvvettir. Sürtünme, dünya yüzeyinin sadece yaklaşık 2.000 fit yukarısında etkilidir. Bu kuvvet, yüzey havasının hızını büyük ölçüde yavaşlatır ve Coriolis kuvvetini azaltır. Bu, basınç-gradyan kuvvetinin havayı izobarlar boyunca daha düşük basınç alanına doğru dik açılarda hareket ettirmesine neden olan kuvvet dengesini değiştirir. Yüzey rüzgarlarının izobarlarla yaptığı açılar karada 20 ila 40 derece arasında değişir. Daha az sürtünme sürtünmesinin olduğu okyanus üzerinde izobarlar 10 dereceye kadar düşürülür.
