Der Druckgradient und andere Auswirkungen auf den Wind
Da Wind durch Unterschiede im Luftdruck erzeugt wird, ist es wichtig, die Druckgradienten zu verstehen, die kreisförmige Linien um ein Hoch- oder Tiefdrucksystem sind. Der Luftdruck entsteht durch die Bewegung, Größe und Anzahl der in der Luft vorhandenen Gasmoleküle. Dieser variiert je nach Temperatur und Dichte der Luftmasse.
In der Atmosphäre gibt es mehrere Kräfte, die sich auf die Geschwindigkeit und Richtung der Winde auswirken. Die wichtigste ist jedoch die Gravitationskraft der Erde. Da die Schwerkraft die Erdatmosphäre zusammendrückt, erzeugt sie den Luftdruck – die treibende Kraft des Windes. Ohne die Schwerkraft gäbe es keine Atmosphäre und keinen Luftdruck und somit auch keinen Wind.
Die eigentliche Kraft, die für die Bewegung der Luft verantwortlich ist, ist jedoch die Druckgradientenkraft. Luftdruckunterschiede und die Druckgradientenkraft werden durch die ungleiche Erwärmung der Erdoberfläche verursacht, wenn sich die einfallende Sonnenstrahlung am Äquator konzentriert. Aufgrund des Energieüberschusses in niedrigen Breiten ist die Luft dort wärmer als an den Polen. Warme Luft ist weniger dicht und hat einen niedrigeren Luftdruck als die kalte Luft in hohen Breiten. Diese Luftdruckunterschiede erzeugen die Druckgradientenkraft und den Wind, da sich die Luft ständig zwischen Hoch- und Tiefdruckgebieten bewegt.
Um Windgeschwindigkeiten auf einer Wetterkarte darzustellen, wird der Druckgradient mit Hilfe von Isobaren dargestellt, die zwischen Hoch- und Tiefdruckgebieten eingezeichnet werden. Weit auseinander liegende Balken stehen für einen allmählichen Druckgradienten und schwache Winde.
Näher beieinander liegende Linien zeigen einen steilen Druckgradienten und starke Winde.
Schließlich haben die Corioliskraft und die Reibung beide einen erheblichen Einfluss auf den Wind auf der ganzen Welt. Die Corioliskraft sorgt dafür, dass der Wind zwischen Hoch- und Tiefdruckgebieten von seiner geraden Bahn abweicht, und die Reibungskraft verlangsamt den Wind auf seiner Reise über die Erdoberfläche.