Характер и интенсивность динамики атмосферного воздуха зависят от многих причин. И главная из них — изменение температуры атмосферы.
Поскольку оно в разных местах земного шара происходит неравномерно, в действие вступают градиентные силы, которые приводят в движение воздушные массы.
Основным источником нагрева атмосферного воздуха является, как уже говорилось, солнечное излучение, которое избирательно взаимодействует с атомами и молекулами разных химических элементов атмосферы.
Это значит, что определенные атомы (или молекулы) могут поглощать только излучение строго определенной длины волны. Поэтому излучение с одними длинами волн проходит через атмосферу почти без изменений, а с другими — полностью поглощается.
Основные атмосферные газы азот и кислород фактически прозрачны для волнового излучения Солнца, но другие составляющие атмосферы (водяной пар, озон, углекислый газ и пыль) быстро поглощают его ультрафиолетовую часть.
Водяной пар — один из главных действующих компонентов в формировании погоды, из него состоят облака. Влажность воздуха вообще играет важную роль в погодных явлениях.
Количество водяного пара в воздухе связано с температурой. Отсюда влажность выше на экваторе и ниже на полюсах. В низких широтах водяной пар может составлять до 4% всего объема, занятого воздухом, тогда как на полюсах его не более 0,5%.
Правда, это не означает, что там, где в воздухе больше водяного пара, чаще выпадают осадки. Влияет еще и температура. При высокой температуре водяной пар редко становится насыщенным, а значит, реже превращается в осадки.
Водяной пар поглощает в атмосфере значительную часть энергии волнового излучения Солнца. Но при этом он и эффективно ее излучает. Так, облака могут отражать до 80% солнечной энергии и вместе с тем излучать в длинноволновом диапазоне.
В природе действует некий закон сохранения энергии. Эта энергия не возникает откуда-то и не исчезает, а всего лишь превращается из одного вида в другой или перераспределяется. Часть этих преобразований происходит в атмосфере.