Catatan kunci
Radiasi sinar matahari. Energi sinar matahari mengendalikan proses klimatik. Energi dari matahari menyinari bumi diamna gelombang berenergi tinggi diabsorsi dan di reemisi di dalam bentuk panas radian. Suhu udara menjadi hangat dan terus berkembang selama hal ini terjadi. Ekspansi ini membutuhkan energi dari udara, menghasilkan reduksi temperatur, proses yang dikenali sebagai pendinginan adiabatic.
Pola angin global. Sistem angin utama dari planet bumi menghasilkan pergerakan ke atas dari udara hangat di sekitar ekuator, yang digantikan oleh udara dingin yang berasal dari utara dan selatan, menciptakan pertukaran udara. Efek Coriolus (disebabkan oleh rotasi bumi) menangkis udara bergerak kea rah kanan dari bumi belahan selatan dan ke kiri dari bumi belahan selatan. Pertukaran udara bertemu dekat utara ekuator pada intertropical convergence zone(ITCZ). Pada 400 utara dan barat daya, diatas atmosfir angin ‘jet stream’ terjadi. Gumpalan es di kutb meningkatkan refleksi permukaan (atau disebut ‘albedo’) yang mereduksi suhu panas udara, menghasilkan zona udara dingin.
Sirkulasi samudera. Samudera dunia dikendalikan oleh angin. Pertukaran udara menumbukkan air dengan benua, menyebabkan ketidakseimbangan ketinggian air laut. Sebagai contoh, di Amerika utara ketinggian air laut 1 atau 2 m lebih tinggi pada sisi atlantik ketimbang sisi pasifik. Perbedaan ini mengendalikan ombak samudera. Konsekuensinya, sebagai ilustrasi, air hangat bertumbukan pada laut karibia bergerak menuju utara sepanjang garis pantai amerika hingga kawasan teluk dan berubah secara tiba-tiba menuju utara eropa, dimana hal ini menyebabkan pengaruh penghangatan yang sangat kuat.
Hujan. Hujan turun ketika kelembaban udara dingin. Udara hangat dapat menahan lebih banyak air dibandingkan udara dingin, sehingga proses pendinginan menyebabkan butir-butir air berkondensasi dan jatuh sebagai hujan. Jika, sebagai contoh, udara melewati lautan dan menaiki pegunungan, udara akan menjadi dingin pada periode kecepatan adiabatik, dimana kecepatan itu adalah 6-100C km-1, bergantung pada kandungan air dan hujan akan terjadi. Setelah melewati pegunungan, udara akan turun dan hangat ketika udara terkompresi, berakibat kepada terjadinya shadow rain (daerah dengan sedikit hujan) pada sisi terlindung angin di pegunungan.
Badai. Kondisi statis pada samudera kawasan tropis dapat mengakibatkan badai. Pergerakan minimal dari udara sepanjang air hangat sepanjang periode hari-hari tertentu dapat diganggu oleh sekolom udara hangat yang naik secara tiba-tiba, mengakibatkan angin permukaan dihisap ke dalam kolom yang naik tersebut. Udara yang naik dibasahi dengan air dan ketika naik, udara berkembang dan mendingin. Uap air berubah menjadi butiran yang melepaskan kondensasi panasnya dan menyediakan energi kepada proses selanjutnya, yang dapat berkembang menjadi badai.
