Painegradientti ja muut vaikutukset tuuleen
Koska tuuli syntyy ilmanpaine-eroista, on tärkeää ymmärtää painegradientteja, jotka ovat korkea- tai matalapainejärjestelmän ympärillä olevia ympyränmuotoisia viivoja. Ilmanpaine syntyy ilmassa olevien kaasumolekyylien liikkeestä, koosta ja lukumäärästä. Tämä vaihtelee ilmamassan lämpötilan ja tiheyden mukaan.
Ilmakehässä on useita voimia, jotka vaikuttavat tuulen nopeuteen ja suuntaan. Tärkein on kuitenkin Maan painovoima. Kun painovoima puristaa maapallon ilmakehää, se luo ilmanpaineen – tuulen käyttövoiman. Ilman painovoimaa ei olisi ilmakehää eikä ilmanpainetta eikä siten myöskään tuulta.
Varsinainen voima, joka aiheuttaa ilman liikkeen, on kuitenkin painegradienttivoima. Ilmanpaine-erot ja painegradienttivoima johtuvat maapallon pinnan epätasaisesta lämpenemisestä, kun saapuva auringonsäteily keskittyy päiväntasaajalle. Koska esimerkiksi matalilla leveysasteilla on energiaylijäämää, ilma on siellä lämpimämpää kuin navoilla. Lämmin ilma on vähemmän tiheää ja sen ilmanpaine on alhaisempi kuin kylmän ilman korkeilla leveysasteilla. Nämä ilmanpaine-erot luovat painegradienttivoiman ja tuulen, kun ilma liikkuu jatkuvasti korkea- ja matalapainealueiden välillä.
Tuulennopeuksien esittämiseksi sääkartalla painegradientti piirretään korkea- ja matalapainealueiden välille kartoitettujen isobaarien avulla. Kaukana toisistaan olevat pylväät kuvaavat asteittaista painegradienttia ja kevyitä tuulia.
Lähempänä toisiaan olevat viivat kuvaavat jyrkkää painegradienttia ja voimakkaita tuulia.
Loppujen lopuksi Coriolis-voima ja kitka vaikuttavat kumpikin merkittävästi tuuleen kaikkialla maapallolla. Coriolisvoima saa tuulen poikkeamaan suoralta reitiltään korkea- ja matalapainealueiden välillä, ja kitkavoima hidastaa tuulta sen kulkiessa maapallon pinnalla.