Hai đặc tính chính chi phối bầu khí quyển: áp suất không khí do lực hấp dẫn quy định và nhiệt độ không khí do bức xạ mặt trời và mặt đất quy định. Nhưng tất cả các loại khí này tạo nên bầu khí quyển không chỉ ở một chỗ. Như bạn chắc chắn đã quan sát, không khí chuyển động. Tầng đối lưu, vùng khí quyển mà chúng ta trải nghiệm hàng ngày, không ngừng khuấy động với các chu kỳ chuyển động theo chiều dọc và chiều ngang.
Các dòng không khí thẳng đứng là kết quả của sự thay đổi nhiệt độ và áp suất. Khi không khí nóng lên, các phân tử của nó chuyển động xung quanh nhanh hơn, đẩy nhau ra xa nhau hơn. Không khí trở nên ít đặc hơn và bay lên qua tầng đối lưu về phía không khí loãng hơn. Tuy nhiên, khi làm như vậy, nó di chuyển vào các vùng lạnh hơn và bắt đầu lạnh đi. Cuối cùng nó sẽ nguội trở lại trạng thái dày đặc hơn và chìm xuống trở lại. Đây là lý do tại sao tầng đối lưu dày nhất ở các vùng nhiệt đới, nóng và hẹp nhất gần các cực băng giá.
Nếu tất cả không khí có cùng nhiệt độ và toàn bộ bầu khí quyển trải qua cùng một quá trình sưởi ấm và làm lạnh giống nhau, thì tầng đối lưu sẽ đơn giản phồng lên vào ban ngày và nén lại vào ban đêm. Nhưng trên thực tế, các nhiệt độ khác nhau vẫn tồn tại trên toàn cầu, chủ yếu là do mặt trời không cung cấp nhiệt như nhau cho mọi nơi trên hành tinh, cũng như không chiếu sáng mọi nơi cùng một lúc. Trong khi đó là ban ngày ở một bên của thế giới, thì đó là ban đêm ở bên kia. Trong khi một thành phố nhận được mặt trời được lọc theo phương thẳng đứng thông qua lượng không khí đáng giá của bầu khí quyển, thì ánh sáng mặt trời truyền đến các khu vực khác theo một quỹ đạo nằm ngang hơn. Trong những trường hợp này, bức xạ mặt trời buộc phải lọc qua một lượng khí quyển tương đương. Đây là lý do tại sao mặt trời xuất hiện vào lúc hoàng hôn ít sáng hơn so với lúc cao điểm.
Nhiệt độ cũng thay đổi tùy theo từng nơi do sự làm mát và sưởi ấm của đất và nước không đồng đều. Dưới cái nắng chói chang, vào buổi trưa, cái nào nóng hơn: nước trong bể bơi hay sân xi măng xung quanh nó? Khi chân bạn có thể chứng thực, xi măng nóng hơn nhiều, có nghĩa là nó hấp thụ nhiều nhiệt hơn. Điều này cũng có nghĩa là nó phản xạ nhiều nhiệt trở lại không khí bên trên nó. Bây giờ hãy tưởng tượng điều này trên quy mô đại dương và lục địa. Độ cao, vị trí địa lý, mây che phủ và các dòng hải lưu cũng ảnh hưởng đến nhiệt độ trên khắp thế giới.
Khi không khí ở một khu vực nóng lên nhanh hơn không khí ở khu vực liền kề, sự chênh lệch áp suất tạo ra gió . Đối với một ví dụ đơn giản về điều này, hãy nhìn không xa hơn một thành phố lớn hiện đại. Tất cả bê tông và thép đó hấp thụ nhiệt nhiều hơn nhiều so với vùng nông thôn xung quanh. Do đó, không khí trong thành phố trở nên nóng hơn vào ban ngày, trở nên ít đặc hơn và tăng theo một chuyển động thẳng đứng được gọi là một luồng gió . Trong khi đó, không khí mát hơn ở nông thôn chịu nhiều áp lực hơn và bắt đầu tràn vào thành phố dưới dạng gió mặtđể lấp đầy vùng áp suất thấp. Tuy nhiên, khi nó đi vào thành phố nóng, nó quá nóng và bắt đầu bốc lên theo một luồng gió. Không khí bên trên nó nguội đi, nhưng không thể ổn định trở lại vị trí do tất cả không khí nóng bốc lên bên dưới nó. Thay vào đó, không khí làm mát chỉ đơn giản là đẩy ra hai bên dưới dạng gió trên cao hướng về vùng nông thôn. Chu kỳ gió này tiếp tục cho đến khi màn đêm buông xuống khiến mọi thứ đảo ngược lại, khi thành phố nguội đi nhanh hơn các khu vực xung quanh.
Tuy nhiên, đây chỉ là một ví dụ bản địa hóa về các nguyên tắc cơ bản tại nơi làm việc. Trên trang tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét cách một chu trình tương tự của luồng không khí áp dụng cho toàn bộ hành tinh.
