Hava durumu
Nedenler

Dünya üzerindeki rüzgar, bulut, yağmur, kar, sis ve toz fırtınaları olağan hava olaylarıdır. Hortumlar, kasırgalar, tayfunlar ve kar fırtınaları gibi doğal afetler daha az görülen nadir olaylardır. Neredeyse tüm tanıdık hava olayları troposferde (atmosferin alt kısmı) oluşurr. Hava durumu stratosferde oluşur ve troposferin alt kısımlarında hava durumunu etkileyebilir ama kesin mekanizmalar tam olarak anlaşılamamıştır.
Hava, öncelikle hava basıncı, sıcaklık ve nem bir yerden diğerine farklılıklar nedeniyle oluşur. Bu farklılıklar, tropik bölgelerden enleme göre değişen herhangi bir noktadaki güneş açısı nedeniyle oluşabilir. Başka deyişle, tropik bölgelerden ne kadar uzaksa, güneş açısı o kadar azdır, bu ise güneş ışığının daha büyük yüzeye yayılması nedeniyle bu yerlerin daha soğuk olmasına neden olur. Kutup ve tropik hava arasındaki güçlü sıcaklık zıtlığı, büyük ölçekli atmosferik dolaşım hücrelerine ve jet akışına neden olur. Ekstratropikal siklonlar gibi orta enlemlerdeki hava durumu sistemleri, jet akışı'nın dengesizliklerinden kaynaklanır. Tropik bölgelerdeki musonlar veya düzenli gök gürültülü fırtına sistemleri gibi hava sistemlerine farklı süreçler neden olur.
Dünyanın ekseni yörünge düzlemine göre eğik olduğundan, güneş ışığı yılın farklı zamanlarında farklı açılarda gelir. Haziran ayında Kuzey Yarımküre güneş'e doğru eğilir, bu nedenle herhangi bir Kuzey Yarımküre enleminde güneş ışığı aralık ayına göre o noktaya daha doğrudan düşer. Bu etki mevsimlere neden olur. Binlerce ila yüz binlerce yıl boyunca, Dünya'nın yörünge parametrelerindeki değişiklikler, Dünya tarafından alınan güneş enerjisi miktarını ve dağılımını ve uzun vadeli iklimi etkiler. (Bkz. Milankoviç döngüsü).
Güneşin düzensiz olarak Dünya'yı ısıtması (sıcaklık ve nem gradyan bölgelerinin oluşumu veya frontogenesis), bulutluluk ve yağış şeklinde havanın kendisinden de kaynaklanabilir. Adyabatik geçiş hızı oluşturan daha yüksek yüzey sıcaklıklar ve radyasyonla ısınmanın sonucunda yüksek rakımlar genellikle alçak rakımlardan daha soğuktur. Bazı durumlarda sıcaklık aslında rakımla birlikte artar. Bu hadiseye sıcaklık terselmesi denir ve dağ zirvelerinin aşağı vadilerden daha sıcak olmasına neden olabilir. Bu terslikler sis oluşturabilir ve genellikle gök gürültülü fırtına gelişimini bastıran bir sınır görevi görür. Yerel ölçeklerde, farklı yüzeylerin (okyanuslar, ormanlar, buz tabakaları veya insan yapımı nesneler) yansıtma, pürüzlülük veya nem içeriği gibi farklı fiziksel özellikleri olduğundan sıcaklıkta farklılıklar oluşabilir.
Yüzey sıcaklık farkları da basınç farklarına neden olur. Sıcak yüzey, üzerindeki havayı ısıtarak genleşmesine neden olarak yoğunluğu ve oluşan yüzey hava basıncını düşürür. Oluşan yatay basınç gradyanı havayı daha yüksek basınç bölgelerinden daha alçak basınç bölgelerine doğru hareket ettirerek rüzgar oluşturur ve ardından Dünya'nın dönüşü Coriolis etkisi nedeniyle bu hava akışını saptırır. Bu şekilde oluşan basit sistemler daha karmaşık sistemler ve dolayısıyla diğer hava olaylarını oluşturmak için acil davranış gösterebilir.
Büyük ölçekli örneklere Hadley hücresi, daha küçüklerine ise kıyı meltemleri örnek verilebilir.
Atmosfer kaotik bir sistem'dir. Sonuçta, sistemin bir parçasındaki küçük değişiklikler birikebilir ve büyüyerek sistemin tamamı üzerinde büyük etkilere neden olabilir. Bu atmosferik düzensizlik, hava tahminini gelgitlerden veya çeşitli tutulmalardan daha az tahmin edilebilir yapar. Hava durumunu birkaç günden daha öncesine doğru bir şekilde tahmin etmek zor olsa da, hava tahmincileri meteorolojik araştırma yoluyla bu sınırı genişletmek ve hava tahminindeki mevcut metodolojileri geliştirmek için sürekli çalışırlar. Ancak, gelişmiş tahmin becerisi için üst sınırı zorlamak, yaklaşık iki haftadan daha uzun bir süre öncesinden günlük tahminler yapmak teorik olarak imkansızdır.
Stratokümülüs ile çevrilmiş Kümülonimbus bulutu
2015 – 2021 itibarıyla kaydedilmiş (1880'den beri) 5. En Sıcak Küresel Yıl – Renkler sıcaklık anormalliklerini gösterir (NASA/Ulusal Okyanus ve Atmosfer Dairesi[NOAA]; 20 Ocak 2016).