卓越風

貿易風（貿易風とも呼ばれる）は、地球の赤道付近の熱帯地方、亜熱帯高気圧の赤道側で見られる東向きの地表風の卓越パターンである。 ^{[ 4 ]}これらの風は、北半球では主に北東から、南半球では主に南東から吹く。^{[ 5 ]} 貿易風は、世界の海洋上で発生する熱帯低気圧の進路を西に導く流れとして機能している。 ^{[ 6 ]} 貿易風はまた、アフリカの砂塵を大西洋を越えて西へカリブ海に、そして北米南東部の一部へと運ぶ。^{[ 7 ]}

偏西風または卓越偏西風は、中緯度（すなわち緯度35 度から 65 度の間）の卓越風であり、馬緯度帯の亜熱帯高気圧として知られる高気圧域の極側の領域で吹いています。^{[ 8 ] [ 9 ]}これらの卓越風は西から東に吹き、^{[ 10 ]}温帯低気圧をこの一般的な方向に誘導します。風は主に北半球では南西から、南半球では北西から吹いています。^{[ 5 ]}極低気圧が最も強いときなど、極上の気圧が低い冬に最も強く、極低気圧が最も弱く、極上の気圧が高い夏に最も弱くなります。^{[ 11 ]}

貿易風とともに偏西風は、大西洋と太平洋を横断する帆船の往復貿易ルートを可能にした。偏西風は両半球で強い海流の発達につながるからである。偏西風は、特に南半球で強くなることがある。南半球では、中緯度に陸地が少ないため、流れのパターンが増幅されて風が弱まる。中緯度で最も強い偏西風は、南半球の南緯40度から50度の間にある「吠える40度」と呼ばれる。 ^{[ 12 ]}偏西風は、特に広大な海洋が広がる南半球では、暖かい赤道付近の水と風を大陸の西海岸に運ぶ上で重要な役割を果たしている。 ^{[ 13 ] [ 14 ]}

偏西風は、北アメリカ西部沿岸部、特にワシントン州北部からアラスカにかけての地域で、冬季に雨が多い理由を説明しています。かなり冷たい陸地と比較的暖かい海洋との太陽からの加熱差により、陸上に低気圧が発生します。これにより、太平洋から湿った空気が東へ流れ込み、沿岸部で頻繁な豪雨と強風を引き起こします。この湿気は、海岸山脈、カスケード山脈、シエラネバダ山脈、コロンビア山脈、ロッキー山脈による地形性上昇気流によって雨陰効果が生じ、これらの気象システムの東へのさらなる侵入とそれに伴う降雨が制限されるまで、東へ流れ続けます。この傾向は、夏季に陸地が強く加熱されて高気圧が発生し、太平洋からの湿った空気が陸地に到達するのを阻害する傾向があるため、逆転します。これが、北アメリカ西部沿岸部の高緯度地域の大部分で、冬季に大量の降雨があるにもかかわらず、夏季に乾燥する理由です。^{[ 8 ] [ 9 ]}

極東風（極ハドレー循環とも呼ばれる）は、北極と南極の極高気圧の高気圧域から高緯度の偏西風域内の低気圧域に向かって吹く、乾燥した冷たい卓越風です。貿易風と同様、偏西風とは異なり、これらの卓越風は東から西に吹き、しばしば弱く不規則です。^{[ 15 ]}太陽高度が低い ため、極では冷たい空気が蓄積して下降し、地表の高気圧域を形成し、赤道に向かって空気が流出します。^{[ 16 ]}その流出はコリオリ効果によって西に偏向されます。

風の流れが弱い地域では、海風と陸風がその地域の卓越風の重要な要素となります。海は比熱が大きいため、陸よりも深いところまで太陽によって温められます。^{[ 17 ]}そのため、海は陸よりも熱を吸収する能力が高く、海の表面は陸の表面よりもゆっくりと温まります。陸 の表面温度が上昇すると、陸地はその上の空気を温めます。暖かい空気は密度が低いため上昇します。陸地上のこの上昇気流は、海面気圧を約0.2%低下させます。海面気圧が高くなった海上の冷たい空気は、気圧の低い陸地に向かって流れ、海岸付近に冷たい風を作り出します。

海風の強さは、陸地と海の温度差に正比例します。8ノット（15 km/h）の沖風が存在する場合、海風は発生しにくいです。夜間は、比熱値の違いにより陸地は海よりも早く冷えるため、日中の海風は消散します。陸上の温度が沖合の温度よりも低くなると、海上の気圧は陸上の気圧よりも低くなり、陸風が発生します。ただし、陸風がそれに抵抗するほど強くない場合に限ります。^{[ 18 ]} 

標高の高い場所では、地面の加熱が同じ海抜高度の周囲の空気の加熱を上回り、地形上に熱的低気圧が発生し、そうでなければ存在していたであろう低気圧が強化され、 ^{[ 19 ] [ 20 ]}地域の風の循環が変わります。険しい地形が環境風の流れを著しく妨げる地域では、風は方向を変え、風の障害物に平行に加速することがあります。このバリアジェットは、低層の風を 45% 増加させる可能性があります。^{[ 21 ]} 山岳地帯では、気流の局所的な歪みがより深刻です。ギザギザの地形が組み合わさって、ローターなどの予測不可能な流れのパターンと乱流が発生します。空気が丘を越えて谷を下るにつれて、強い上昇気流、下降気流、渦が発生します。地形の輪郭によって風向が変わります。山脈に峠がある場合、速度と圧力の間に反比例の関係があることを示すベルヌーイの原理により、風は峠をかなりの速度で通過します。風下側の平坦な田園地帯では、気流が乱れ、不規則な状態がしばらく続くことがあります。このような状況は、上昇および下降する航空機にとって危険です。^{[ 22 ]}

日中の丘陵斜面の加熱と夜間の冷却により、海風と陸風の関係と同様に、気流に昼夜の変化が生じます。夜間、丘の斜面は放射熱によって冷却されます。丘に沿った空気は冷たく密度が高くなり、重力によって谷へと吹き下ろされます。これは山風として知られています。斜面が氷や雪で覆われている場合、山風は日中に吹き、冷たく密度の高い空気を暖かく乾燥した谷へと運びます。雪で覆われていない丘の斜面は日中に暖められます。暖められた斜面と接触した空気は暖かく密度が低くなり、上り坂を流れます。これは上昇風または谷風として知られています。^{[ 23 ]}