Die Karten geben einen Überblick über die mittleren bodennahen Luftdruckverhältnisse und die daraus resultierenden Windverhältnisse im Januar und Juli weltweit. Die verschiedenen Luftdruckfelder sind durch Isobaren (Linien gleichen Luftdrucks) abgegrenzt. Die roten Pfeile kennzeichnen die vorherrschenden Windrichtungen.
Luftdruck- und Windfelder
Auffällig ist die starke Abhängigkeit der atmosphärischen Zirkulation von der Lage der verschiedenen Druckgebilde. Die Luft strömt durch die ablenkende Kraft der Erdrotation, die Corioliskraft bzw. Coriolisablenkung, nicht direkt vom Hoch- zum Tiefdruck, sondern zirkuliert in Abhängigkeit von der Stärke der Luftdruckgegensätze und der Bodenreibung um die Druckgebilde herum. Auf der Nordhalbkugel werden alle Luftbewegungen nach rechts abgelenkt, auf der Südhalbkugel nach links. Deshalb bewegen sich die Winde auf der Nordhalbkugel entgegen dem Uhrzeigersinn um Tiefdruckgebiete und im Uhrzeigersinn um Hochdruckgebiete. Auf der Südhalbkugel stellen sich die Verhältnisse genau umgekehrt dar. Überschreitet eine Luftmasse den Äquator, so ändert sich entsprechend die Bewegungsrichtung. Auf diese Weise wird der Südostpassat über dem Indischen Ozean zu einem Südwestmonsun im Bereich des Arabischen Meeres umgelenkt.
Der Vergleich der Luftdruck- und Windfelder von Januar und Juli macht die jahreszeitliche Verlagerung des Gesamtsystems deutlich, die mit gewisser Verzögerung dem Zenitstand der Sonne folgt. Die Druckgebilde resultieren letztlich aus dem Energiekontrast zwischen Äquator und Pol. Die damit verbundenen Ausgleichsströmungen führen zur Bildung der subpolaren Tiefdruckrinne und hoch reichender subtropischer Hochdruckzellen. Aus diesem Grund verlagern sich die einzelnen Glieder der atmosphärischen Zirkulation mit dem Höchststand der Sonne im Nordsommer nach Norden und im Südsommer nach Süden – sie folgen damit dem Bereich stärkster Energiezufuhr.
Jahreszeitliche Gegensätze
Im Januar heben sich deutlich die dunkelblauen Bereiche tiefen Luftdrucks über dem Nordatlantik, dem Nordpazifik und der antarktischen Tiefdruckrinne ab. Zwischen diesen subpolaren Tiefdruckgebieten (zum Beispiel dem Island- oder Alëutentief) und den subtropischen Hochdruckgebieten (zum Beispiel dem Azoren- und dem St.-Helena-Hoch) herrschen Westwinde vor. Im Winter der jeweiligen Halbkugel sind diese besonders stark, da dann der Energiekontrast Äquator/Pol am größten ist. Im Inneren Asiens werden die vorherrschenden Westwinde durch ein kräftiges bodennahes Kältehoch blockiert. Über Nordamerika ist ein solches kontinentales Hoch nur relativ schwach ausgebildet.
Von den subtropischen Hochdruckgebieten strömen die zu Nordost- bzw. Südostpassaten abgelenkten Winde in die äquatoriale Tiefdruckrinne. Sie stellt den Konfluenzbereich (Zusammenfluss) der Passate dar, die als Innertropische Konvergenzzone (ITCZ) den Bereich der stärksten tropischen Niederschläge kennzeichnet. Über den Kontinenten ist die äquatoriale Tiefdruckrinne stärker ausgebildet und verlagert sich dort jahreszeitlich auch stärker nach Norden bzw. Süden als über den Ozeanen. Über Landflächen sind die aus absteigenden Luftbewegungen der subtropischen Hochdruckgebiete resultierenden Passate sehr trocken, wie etwa in Nordafrika oder im Winterhalbjahr über Indien („Nordostmonsun“). Streichen sie hingegen zunächst über größere Meeresflächen, so kann die dabei aufgenommene Feuchtigkeit beim Übertritt auf das Land zu hohen Niederschlägen führen, wie dies an den Ostküsten Brasiliens, Südafrikas, Madagaskars und Australiens zu beobachten ist.
Die beständigen subtropischen Hochdruckgürtel, die vorwiegend über den Meeren verankert sind, steuern auch wesentlich die Meeresströmungen. Dabei werden an ihrer Ostseite jeweils kalte Wassermassen äquatorwärts transportiert, auf ihrer Westseite warme in Richtung der Pole.
Jeweils im September und März verlagern sich die Subtropenhochs recht abrupt von ihrer Sommer- in ihre Winterposition bzw. umgekehrt. Im Juli haben sie ihre nördlichste Position erreicht. Dabei verstärken sich diese wichtigen Steuerungszentren der bodennahen atmosphärischen Zirkulation auf der jeweiligen Winterhalbkugel. Der jahreszeitliche Wechsel wirkt sich aber vor allem auf die Druckverhältnisse über den Kontinenten aus. So wird das winterliche asiatische Kältehoch im Sommer durch ein ausgeprägtes thermisches Tief über dem Hochland von Tibet ersetzt. Es lenkt den Südwestmonsun weit landeinwärts. Über den Kontinenten der Südhalbkugel bilden sich kaum thermische Hoch- und Tiefdruckgebiete aus – ihre Fläche ist im Vergleich zu der der sie umgebenden Meere zu klein.
