Ciklonok és anticiklonok

A ciklonok és anticiklonok viszonylag alacsony, illetve magas nyomású területek. A Föld felszínének nagy részén különböző méretben fordulnak elő, a fent leírt nagyon nagy, félig állandó példáktól kezdve a kisebb, igen mozgékony rendszerekig. Ebben a szakaszban ez utóbbiakról lesz szó.

A ciklonok és az anticiklonok közös jellemzője a jellegzetes cirkulációs mintázat. A geostrofikus szél- és gradiens-szélmodellek szerint az északi féltekén a ciklon – ciklonális cirkuláció – körüli áramlás az óramutató járásával ellentétes irányú, az anticiklon – anticiklonális cirkuláció – körüli áramlás pedig az óramutató járásával megegyező irányú. A déli féltekén a cirkulációs irányok megfordulnak (lásd az átlagos tengerszint feletti nyomás diagramjait). Súrlódás jelenlétében az alacsonyabb nyomás felé irányuló mozgás szuperponált komponense “spirális” hatást eredményez az alacsony nyomású központ felé és a magas nyomású központtól távolodva.

Az egyenlítői övön kívül kialakuló ciklonok, az úgynevezett extratrópusi ciklonok, a széles légáramlatok nagy örvényeinek tekinthetők, amelyek a két félteke középső és magasabb szélességei körül általános irányban nyugatról kelet felé áramlanak (lásd alább). Ezek lényeges részét képezik annak a mechanizmusnak, amellyel a Föld egyenlítői övében a Naptól kapott többlethő a magasabb szélességi körök felé áramlik. Ezek a magasabb szélességi körök több hőt sugároznak a világűrbe, mint amennyit a Naptól kapnak, és a hőnek az alacsonyabb szélességi körökből érkező szelek révén el kell jutnia hozzájuk, ha azt akarjuk, hogy hőmérsékletük folyamatosan hideg helyett hűvös legyen. Ha nem lennének ciklonok és anticiklonok, a levegő észak-déli irányú mozgása sokkal korlátozottabb lenne, és kevés lehetőség lenne arra, hogy a szubtrópusi eredetű szelek a pólusok felé szállítsák a hőt. Ilyen körülmények között az alacsonyabb szélességi körök hőmérséklete emelkedne, a sarkvidékek pedig lehűlnének; a köztük lévő hőmérsékleti gradiens erősödne.

Az erős horizontális hőmérsékleti gradiensek különösen kedveznek a ciklonok kialakulásának és fejlődésének. A sarkvidékek és az Egyenlítő közötti hőmérsékletkülönbség addig fokozódik, amíg kellően intenzívvé nem válik ahhoz, hogy új ciklonokat hozzon létre. Ahogy a hozzájuk kapcsolódó hidegfrontok az Egyenlítő felé, a melegfrontok pedig a pólus felé mozognak, az új ciklonok csökkentik a hőmérsékletkülönbséget. Így a földi szélcirkuláció a sarkvidékeken és az Egyenlítőn fellépő napsugárzás melegítő hatása közötti egyensúlyt jelenti. A szélcirkuláció a ciklonok, anticiklonok és más szélrendszerek hatására időszakosan ezt a hőmérsékleti kontrasztot is megbontja.

Az Egyenlítőhöz közelebb, az óceánok felett általában az ÉSZ 10° és D 30° közötti szélességeken kialakuló, némileg eltérő jellegű ciklonok fordulnak elő. Általában akkor nevezik őket trópusi ciklonoknak, ha szélsebességük eléri vagy meghaladja a 74 mérföldet (119 km) óránként. Hurrikánként is ismertek, ha az Atlanti-óceánon és a Karib-tengeren, tájfunként a Csendes-óceán nyugati részén és a Kínai-tengeren, valamint ciklonként Ausztrália partjainál fordulnak elő. Ezek a viharok kisebb átmérőjűek, mint az extratrópusi ciklonok, átmérőjük 100 és 500 km (60 és 300 mérföld) között mozog, és olyan szelek kísérik őket, amelyek néha szélsőségesen hevesek. Ezeket a viharokat részletesebben a Trópusi ciklon című cikk írja le.