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Todos los movimientos del aire tienen sus raíces en los diferenciales de presión en la atmósfera, llamados gradientes de presión. Las diferencias sistemáticas en la temperatura terrestre de la Tierra afectan la presión del aire, y los patrones significativos de presión que persisten en el tiempo se denominan cinturones de presión o cinturones de viento. Los cinturones de viento dependen de la temperatura, por lo que los cambios de temperatura pueden mover los cinturones y también cambiar los patrones del viento.
Calefacción solar
El calor del sol es más fuerte en el ecuador, donde los rayos solares son más intensos. Esto significa que la superficie terrestre y oceánica cerca del ecuador tiende a ser más cálida que en otros lugares. Otros factores conducen a diferencias en la temperatura de la superficie, como la geografía de la tierra, y los océanos tienden a ser más fríos y más estables en temperatura que la tierra. El resultado final es que hay grandes desequilibrios sistemáticos en las temperaturas de la superficie en la Tierra, además de los más pequeños, locales.
Gradientes de presión
Las temperaturas de la superficie afectan la temperatura del aire sobre ellas. Debido a que el aire más caliente es menos denso, tiende a elevarse, mientras que lo contrario es cierto para el aire frío: es más denso y tiende a hundirse. El aire caliente ascendente crea baja presión, y el aire frío que se hunde crea alta presión. La diferencia de presión entre dos puntos en la atmósfera se llama gradiente de presión. Debido a que el aire se mueve de alta a baja presión, los gradientes de presión crean viento al inducir movimientos rápidos de aire de alta a baja presión.
Cinturones de presión
Algunos movimientos del aire son el resultado de los gradientes de presión sistemáticos que surgen de los cambios latitudinales en la temperatura de la superficie de la Tierra. Un ejemplo notable es la Célula Hadley, un movimiento de aire cálido desde los trópicos que se eleva, fluye hacia los polos y luego se enfría y se hunde a unos 30 grados al norte y al sur del ecuador. Este movimiento crea cinturones de baja presión en los trópicos y alta presión en la zona templada donde se hunde el aire.
Cambiando
Debido a que tanto los vientos pequeños como los cinturones de presión más grandes son impulsados por diferenciales de temperatura, los cambios de temperatura en la superficie pueden alterarlos. Por ejemplo, los eventos ENSO (oscilación sur), como El Niño y La Niña, incluyen alteraciones no estacionales en la temperatura del océano que pueden aumentar o disminuir la fuerza de los cinturones de viento en todo el mundo. Del mismo modo, cuando los centros de baja o alta presión se mueven a través de un área, pueden alterar el flujo del viento local e incluso crear tormentas. Los ciclones tropicales provienen de zonas de baja presión en los trópicos, y sus poderosos vientos son algunos de los más fuertes del planeta.