Les cyclones et anticyclones sont des régions de pression relativement basse et haute, respectivement. Ils se produisent sur la plupart de la surface de la Terre dans une variété de tailles allant des très grands exemples semi-permanents décrits ci-dessus aux systèmes plus petits et très mobiles. Ces derniers font l’objet de discussions dans cette section.
Communs aux cyclones et aux anticyclones sont les schémas de circulation caractéristiques. Les modèles de vent géostrophique et de vent de gradient dictent que, dans l’hémisphère Nord, l’écoulement autour d’un cyclone – circulation cyclonique – se fait dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, et l’écoulement autour d’un anticyclone – circulation anticyclonique – dans le sens des aiguilles d’une montre. Les directions de circulation sont inversées dans l’hémisphère Sud (voir ci-dessus les diagrammes de la pression moyenne au niveau de la mer). En présence de friction, la composante superposée du mouvement vers la basse pression produit un effet de « spirale » vers le centre de basse pression et à l’opposé du centre de haute pression.
Les cyclones qui se forment à l’extérieur de la ceinture équatoriale, appelés cyclones extratropicaux, peuvent être considérés comme de grands tourbillons dans les larges courants d’air qui circulent dans la direction générale d’ouest en est autour des latitudes moyennes et élevées des deux hémisphères (voir ci-dessous). Ils constituent une partie essentielle du mécanisme par lequel l’excès de chaleur reçu du Soleil dans la ceinture équatoriale de la Terre est transporté vers les latitudes supérieures. Ces hautes latitudes rayonnent plus de chaleur dans l’espace qu’elles n’en reçoivent du Soleil, et la chaleur doit leur parvenir par les vents des basses latitudes pour que leur température soit continuellement fraîche plutôt que froide. S’il n’y avait pas de cyclones et d’anticyclones, les mouvements nord-sud de l’air seraient beaucoup plus limités, et il y aurait peu de possibilités pour la chaleur d’être transportée vers le pôle par les vents d’origine subtropicale. Dans ces conditions, la température des basses latitudes augmenterait, et les régions polaires se refroidiraient ; le gradient de température entre elles s’intensifierait.
De forts gradients horizontaux de température sont particulièrement favorables à la formation et au développement des cyclones. La différence de température entre les régions polaires et l’équateur s’accumule jusqu’à devenir suffisamment intense pour générer de nouveaux cyclones. Lorsque les fronts froids qui leur sont associés se déplacent vers l’équateur et que les fronts chauds se déplacent vers le pôle, les nouveaux cyclones réduisent la différence de température. Ainsi, la circulation du vent sur Terre représente un équilibre entre les effets de réchauffement du rayonnement solaire qui se produisent dans les régions polaires et à l’équateur. La circulation des vents, par l’effet des cyclones, des anticyclones et d’autres systèmes éoliens, détruit aussi périodiquement ce contraste de température.
Des cyclones de caractère un peu différent se produisent plus près de l’Équateur, se formant généralement à des latitudes comprises entre 10° et 30° N et S au-dessus des océans. Ils sont généralement appelés cyclones tropicaux lorsque leurs vents sont égaux ou supérieurs à 74 miles (119 km) par heure. Ils sont également appelés ouragans s’ils se produisent dans l’océan Atlantique et la mer des Caraïbes, typhons dans l’océan Pacifique occidental et la mer de Chine, et cyclones au large des côtes australiennes. Ces tempêtes sont de plus petit diamètre que les cyclones extratropicaux, allant de 100 à 500 km (60 à 300 miles) de diamètre, et sont accompagnées de vents qui atteignent parfois une extrême violence. Ces tempêtes sont plus amplement décrites dans l’article cyclone tropical.
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