สภาพอากาศ (Weather)
สภาพอากาศ หรือบางครั้งก็เรียก สภาพลมฟ้าอากาศ ซึ่งหมายถึง การเปลี่ยนแปลงของสภาพเงื่อนไขบรรยากาศในแต่ละวัน ณ บริเวณใดบริเวณหนึ่ง ซึ่งการเปลี่ยนแลงเหล่านี้จะถูกวัดและบันทึกโดยสถาบันอุตุนิยมวิทยา เช่น อุณหภูมิ ความกดอากาศ ความชื้น ลม ฝน เมฆ หมอก ทัศนวิสัย และหยาดน้ำฟ้า (ได้แก่ ฝน หิมะและลูกเห็บ)
ปฏิสัมพันธ์ระหว่างดวงอาทิตย์และชั้นบรรยากาศของโลก คือสาเหตุสำคัญที่ทำให้เกิดสภาพอากาศต่างๆ ทั้งหมดบนโลก โดยมีจุดตั้งต้นจากพลังงานความร้อนจากแสงพระอาทิตย์ พลังงานความร้อนที่ส่งมายังโลก ในขณะที่โลกเราหมุนรอบตัวเอง (แกนโลกจะทำมุมประมาณ 23.5 องศา) และโคจรรอบดวงอาทิตย์ไปพร้อมกัน ทำให้ส่วนต่างๆ บนผิวโลกได้รับความร้อนจากแสงอาทิตย์มากน้อยต่างกันไป โดยพื้นที่ใกล้เส้นศูนย์สูตรจะได้รับปริมาณรังสีจากดวงอาทิตย์มากกว่าพื้นที่ที่อยู่บริเวณขั้วโลก นอกจากได้รับความร้อนต่างกันแล้ว ผิวโลกแต่ละส่วนมีความสามารถในการดูดซับความร้อนได้ต่างกันด้วย โดยส่วนที่เป็นพื้นดินจะเก็บความร้อนได้ดีกว่าส่วนที่เป็นผิวน้ำ ทำให้มวลอากาศที่บริเวณดังกล่าวมีอุณหภูมิต่างกันไป
มวลอากาศบริเวณที่ได้รับความร้อนจากแสงอาทิตย์มากย่อมมีอุณหภูมิสูงขึ้น ส่งผลให้เกิดการขยายตัวของมวลอากาศ เกิดแรงกดอากาศต่ำ มวลอากาศร้อนนี้จะลอยตัวขึ้นสู่บรรยากาศชั้นบน และเคลื่อนที่ไปหามวลอากาศที่เย็นกว่า ในขณะที่มวลอากาศเย็นกว่าจะเกิดการหดตัว เคลื่อนที่ลงสู่พื้นดิน เกิดเป็นแรงกดอากาศสูง และไหลไปสู่บริเวณที่มีแรงกดอากาศต่ำ เกิดเป็นลมขึ้น
นอกจากนี้ บริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ ซึ่งเป็นบริเวณที่มีมวลอากาศมีความร้อนอยู่มาก ก็จะมีความชื้นและไอน้ำในอากาศมากด้วย ดังนั้น บริเวณนี้จึงมีเมฆและโอกาสในการเกิดฝนตกมากด้วย ในขณะที่บริเวณที่มีความกดอากาศสูง จะเป็นบริเวณที่มวลอากาศเย็น มีความชื้นและไอน้ำต่ำ เมฆหมอกก็จมีน้อยตามไปด้วย
กระแสลมโลก (Global Wind Patterns)
ลม คือ อากาศที่เคลื่อนที่จากบริเวณที่ที่มีความกดอากาศสูงไปยังบริเวณที่ที่มีความกดอากาศต่ำ บริเวณเขตเส้นศูนย์สูตรเป็นเขตที่ได้รับแสงอาทิตย์ตลอดทั้งปี อากาศจึงมีอุณหภูมิสูง อากาศที่ร้อนนี้จะลอยตัวสูงขึ้นไปจนถึงด้านบนของชั้นบรรยากาศโทรโปสเฟียร์ ซึ่งอากาศจะลอยเกินระดับนี้ไม่ได้ อากาศร้อนนี้จึงกระจายตัวออก เคลื่อนที่ไปยังเขตขั้วโลกทั้งสองด้าน ปะทะกับอากาศที่เย็นกว่า ทำให้อุณหภูมิเริ่มลดลง เมื่อถึงเขตละติจูด 30° ทางตอนเหนือและใต้ของเส้นศูนย์สูตร อากาศที่เย็นตัวก็จะจมลงกลับสู่ผิวโลก (ทำให้เกิดแรงกดอากาศเพิ่มขึ้น) อากาศนี้จะมีความชื้นต่ำ ทำให้สภาพอากาศในบริเวณนั้นแห้งและปลอดโปร่ง พื้นที่ทะเลทรายส่วนใหญ่ของโลกจะตั้งอยู่ในบริเวณที่ที่มีความกดอากาศสูงนี้
อากาศเย็นที่บริเวณเส้นละติจูด 30° เหนือและใต้ ที่ถูกแรงดันของอากาศที่จมตัวลงจนด้านบน ผลักดันให้ไหลไปยังบริเวณที่มีแรงกดอากาศต่ำ บริเวณเส้นศูนย์สูตร เกิดเป็นกระแสลมที่เรียกกันว่า ลมสินค้า หรือลมค้า (trade winds) ลมสินค้านี้จะพัดไปเรื่อยๆ จนถึงบริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตร ก่อนที่จะหมดกำลังลง จึงทำให้เกิดเขตลมสงบ หรือลมอ่อน (doldrums)
กระแสลมอีกชุดหนึ่งเกิดจากอากาศเย็นตัวที่จมลงกลับสู่ผิวโลกที่บริเวณเส้นละติจูด 30° เหนือและใต้ แต่แทนที่จะทำที่จะไหลกลับไปที่เส้นศูนย์สูตร (ที่ทำให้เกิดลมสินค้า ที่ได้กล่าวข้างต้น) อากาศบางส่วนจะเคลื่อนที่ต่อไปยังทางขั้วโลกเหนือและใต้ จนปะทะกับอากาศเย็นจากขั้วโลก ที่บริเวณเส้นละติจูด 60° เหนือและใต้ ซึ่งเรียกบริเวณดังกล่าวว่า แนวปะทะขั้วโลก (polar fronts) การปะทะกันของมวลอากาศที่มีอุณหภูมิต่างกัน จะทำให้มวลอากาศร้อนลอยตัวขึ้นอีกครั้ง และไหลย้อนกลับไปทางเส้นศูนย์สูตร ก่อนที่จะจมตัวลงที่บริเวณเส้นละติจูด 30° เหนือและใต้อีกครั้งหนึ่ง ก่อให้เกิดความกดอากาศสูงที่บริเวณดังกล่าวเพิ่มขึ้น
กระแสลมที่สามคือ ลมร้อนที่บริเวณแนวปะทะขั้วโลกที่ลอยตัวสูงขึ้น แล้วเคลื่อนต่อไปยังเขตขั้วโลกเหนือและใต้ เมื่อปะทะกับอากาสเย็นที่ขั้วโลก อากาศก็จะเย็นตัวและจมลง แล้วไหลกลับไปยังบริเวณเส้นละติจูด 60° เหนือและใต้
ทางด้านบนของชั้นบรรยากาศ (ราว 9,000 – 10,500 เมตรจากผิวดิน) อุณหภูมิและแรงกดดันของอากาศในที่ต่างๆ ของผิวโลก ทำให้มีกระแสลมที่เรียกกันว่า ลมเจ็ทสตรีม (jet streams) ซึ่งมีความเร็วสูงถึง 300 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งกระแสลมเจ็ทสตรีมนี้อาจมีผลทำให้แรงดันอากาศบริเวณที่มีแรงกดอากาศต่ำเพิ่มขึ้นได้ โดยในช่วงฤดูหนาว ซึ่งอุณหภูมิมีความต่างกันมาก ลมเจ็ทสตรีมจะไหลเร็ว และขยับตัวไปทางเส้นศูนย์สูตร ในขณะที่ช่วงฤดูร้อน ที่อุณหภูมิต่างกันน้อย ลมเจ็ทสตรีมจะไหลเอื่อยลง และขยับตัวไปทางขั้วโลกมากขึ้น
