Circulación atmosférica
La circulación atmosférica es un movimiento del aire a gran escala y, junto con las corrientes marinas, el medio por el que el calor se distribuye sobre la superficie de la Tierra. Sin embargo, hay que tener en cuenta que aunque el papel de las corrientes oceánicas parece más pequeño de acuerdo con su volumen en comparación con el de la circulación atmosférica, su importancia en cuanto al flujo de calor entre las distintas zonas geoastronómicas es muy grande y mucho mayor que el que registra la atmósfera, por la notable diferencia de densidad entre el aire y las aguas oceánicas que ocasiona que el calor específico transportado por un m³ de agua oceánica sea muy superior al que puede desplazar un m³ de aire.
La circulación atmosférica varía ligeramente de año en año, al menos a escala detallada, pero la estructura básica permanece siempre constante. Sin embargo, los sistemas atmosféricos individuales -depresiones de media latitud o células convectivas tropicales- ocurren aparentemente en forma aleatoria y está aceptado que el tiempo meteorológico a escala local o regional no se puede pronosticar más allá de un breve período: quizá un mes en teoría o (actualmente) sobre diez días en la práctica. No obstante, la media a largo plazo de estos sistemas -el clima- es muy estable.
Las células de Hadley, Ferrel, y Polar desempeñan un importante papel en la circulación atmosférica, y vienen a constituir un efecto y no una causa de la circulación atmosférica global. Ello significa que la circulación atmosférica es el resultado de una combinación de muchos factores que actúan sobre el patrón barométrico del aire determinado por los centros de acción (anticiclones y ciclones o depresiones).
La circulación latitudinal aparece como consecuencia de que la radiación solar incidente por unidad de área es más alta en las bajas latitudes ecuatoriales, y disminuye según la latitud aumenta, alcanzando su pico mínimo en los polos. La circulación longitudinal por otro lado, aparece dado que el agua tiene una capacidad mayor de calentamiento que la tierra aunque necesita mucho más tiempo que el aire para absorber y expulsar calor ya que el aire es diatérmano, es decir, se deja atravesar por los rayos solares sin calentarse, mientras que las aguas absorben lentamente ese calor de los rayos solares y lo liberan cuando la atmósfera está más fría. Incluso en microescala este efecto es perceptible ya que da origen a la brisa marina durante el día, cuando el aire calentado en la parte terrestre próxima al mar se eleva al disminuir su densidad y ello crea una especie de vacío que es ocupado por la brisa que viene del mar. Durante la noche, la situación se invierte: el aire sobre las tierras se enfría con lo que su densidad aumenta y desciende, mientras que el aire sobre los mares se calienta al contacto con las aguas y asciende, dejando a su vez, una especie de vacío que es ocupado por el aire frío de las tierras próximas creándose así un sistema de brisas terrestres durante las noches.
El comportamiento de la célula de Walker es la clave para entender el fenómeno de El Niño (o más acertadamente, ENSO, ENOS en español, o El Niño - Oscilación Meridional).
Si la actividad convectiva se ralentiza en el Pacífico occidental por algún motivo (este motivo se desconoce actualmente), el dominó del clima comienza a derribarse. Primero, los vientos del oeste en la capa superior cesan. Esto corta la fuente de enfriamiento del aire en hundimiento, y por tanto, los vientos Alisios cesan.
La consecuencia es doble. En el Pacífico este, el agua cálida aumenta desde el oeste, ya que no hay viento en superficie para mantenerlo. Este y los efectos correspondientes de la Oscilación Meridional dan como resultado un patrón de vientos y precipitaciones en América, Australia y África Suroriental de larga duración, así como la ruptura de las corrientes oceánicas.
Mientras tanto, en el Atlántico, en capas altas, los vientos del oeste, que serían bloqueados por la circulación Walker e incapaces de alcanzar altas intensidades, lo logran. Estos vientos rompen en dos las capas altas de los huracanes y disminuye sensiblemente la cantidad de ellos que logran fortalecerse.
El contrario de El Niño es La Niña. En este caso, la célula convectiva sobre el Pacífico occidental se refuerza extraordinariamente, dando como resultado vientos más fríos de lo normal en Norteamérica y una temporada más intensa de huracanes en el Sudeste asiático y Australia oriental. Hay un aumento de la subida de agua fría del océano y un intenso aumento del viento en superficie cerca de Sudamérica, resultando en un aumento de la sequía, aunque se dice a menudo, que los pescadores en las costas sudamericanas del Pacífico obtienen más beneficios del mar, al estar más nutrido de lo normal debido, precisamente, al ascenso de aguas profundas, que traen los nutrientes para la flora y la fauna desde grandes profundidades.
La parte neutral del ciclo - el componente "normal" - ha sido denominada humorísticamente como "La Nada".
Salida del Sol sobre el limbo de la Tierra, y una tormenta tropical.