Cuaca, terutama angin, hanya terjadi di lapisan atmosfer bagian bawah. Setiap naik satu mil, suhu turun 17o C. Pada ketinggian 6.5 mil atau pada tropopause, suhu udara berhenti menurun, konstan pada suhu -50o C. Naik lebih tinggi lagi ke stratosfer, yang merupaka zona hampir bebas cuaca. Sebenarnya, dari manakah angin berasal? Di daerah garis ekuator, 5o-10o Lintang Utara dan Lintang Selatan terdapat doldrums atau daerah yang udaranya tenang (angin mati). Energi matahari yang intensitasnya tinggi membuat air menguap secara besar-besaran sehingga pergerakan udara hanya ke atas, membuat daerah ini tidak memiliki angin. Udara hangat naik dari ekuator dan memanasi tropopause. Udara ini bergerak ke arah utara dan selatan turun menjadi angin. Adanya Hadley cell, Ferrel cell, dan polar cell betindak sebagai air conditioner alami bumi. Tanpa angin-angin ini, kutub akan bersuhu 25o C lebih rendah dan khatulistiwa akan 14o C lebih tinggi.
Pada tahun 1992, terjadi Hurricane Andrew di Florida. Badai ini
diawali dari tepi pantai Afrika dan air hangat dari Atlantik tropis. Udara
panas dan lembab naik ke atas, membuat beberapa thunderstorm di sekitar area
bertekanan rendah. Dikarenakan oleh rotasi bumi, badai tersebut bergerak ke
tempat yang bertekanan rendah dalam arah berlawanan jarum jam membuat badai ini
terlihat seperti bentuk pusaran air dari satelit. Badai besar ini terbawa oleh
angin yang kuat menyebrangi lautan hingga sampai sejauh 4000 mil di Florida
pada kecepatan 75 mil/jam. Angin terkuat berada di dinding pusar badai. Pusar
(mata) Hurricane Andrew bertambah
kuat mencapai 122 mil/jam menerpa kepulauan Bahama. Badai ini membentang sejauh
100 mil. Puncak dari Hurricane Andrew
menerpa Dade County pada kecepatan sangat tinggi yakni 175 mil/jam.
Meskipun begitu, masih ada angin yang jauh lebih cepat dari Hurricane. Jet stream, yang merupakan angin yang tercepat di dunia, melaju
dengan kecepatan 200 hingga 300 mil per jam. Jet stream membentuk pipa angin yang lebarnya sekitar 125 mil
berhembus kencang mengitari planet bumi. Sejarahnya, di Oregon, sepanjang West
Coast, dan Kanada tahun 1945 pada masa perang dunia kedua, ditemukan balon
udara yang berisi bom. Ternyata, balon udara berisi bom ini dikirim oleh Jepang
dengan bantuan jet stream menyebrangi samudra pasifik sejauh
lebih dari 4500 mil.
Ada lima buah jet
stream yang mengitari bumi pada ketinggian 6 hingga 9 mil. Jet stream menandai batas antara wind
cells. Udara bertekanan rendah naik dari ekuator dan bertemu udara bertekanan
tinggi dari kutub. Saat kedua udara ini bertemu, secara tidak terprediksi
terbentuklah pipa udara yang berputar. Di masa kini, jet stream digunakan untuk mengelilingi dunia oleh sekelompok
pengendara balon udara dan meteorologists.
Setelah 14 hari terbang dengan arus kencang dari jet stream, balon udara yang sudah mengitari hampir tiga perempat
bumi, tiba-tiba jet stream
menghilang. 5 hari kemudian barulah jet
stream kembali bertemu dengan balon udara mendorongnya mengitari sisa
seperempat bumi selama 3 hari.
Jet stream diduga berperan dalam pembentukan tornado. Tornado
terbentuk dari thunderstorm raksasa
yang berotasi atau sering disebut supercell.
Badai ini dapat mecapai ketinggian 8 mil dan di ketinggian tersebut supercell ini bertemu dengan jet stream. Jet stream yang sangat cepat menarik udara dari bagian atas badai
yang mengakibatkan lebih banyak udara yang tertarik ke dalam badai di bagian
bawah. Badai yang semakin besar dan kuat ini terdorong ke bawah dan ketika
mencapai permukaan bumi, terbentuk tornado. Tornado tercepat yang pernah
terjadi memiliki lebar 1,5 mil dengan kecepatan angin 318 mil/jam. Tornado ini
memiliki skala F5, yakni yang terkuat dalam skala Fujita.
Selain membentuk tornado, angin sering kali bertemu dengan
air. Friksi antara angin dan air laut ini membentuk gelombang laut atau ombak.
Semakin luas lautnya, semakin lama waktu untuk angin dan air membentuk
gelombang, sehingga jarak antara gelombang semakin jauh dan intensitas gelombang
per menit semakin kecil. Hal ini berlaku sebaliknya pada teluk kecil yang jarak
antar gelombangnya pendek sehingga ombak sering bertambakan. Semakin lama
angin berhembus, gelombang yang
dihasilkan akan semakin besar. Pada angin yang sangat kencang atau badai yang
terjadi di atas laut, ombak yang sangat besar dapat terbentuk dan menghempas
pantai-pantai dengan kencang dan intensif. Saat angin dan gelombang bertemu,
ditambah kekuatan jet stream dan hurricane yang intens ketika lomba
pelayaran Fastnet di tahun 1979, terjadilah badai mematikan di Atlantik Utara. Badai
Low Y terbentuk di daratan AS akibat front dingin terbawa ke timur oleh jet stream. Udara dingin dari stratosfer
masuk dan membelah badai Low Y menjadi beberapa sistem. Setiap sistem
kekuatannya setara dengan hurricane.
Selain angin di bumi, ada juga angin dari luar angkasa. Angin
matahari, yang berkecepatan hingga 4 juta mil per jam diamati di gunung
tertinggi Hawaii menggunakan alat khusus. Angin matahari menghembuskan milyaran
partikel listrik surya. Elektron-elektron ini melewati medan magnet dan
tertarik ke kutub sehingga terjadi fenomena aurora. Belum diketahui apakah
angin matahari mempengaruhi cuaca di bumi, namun diperkirakan mempengaruhi
timbulnya banyak badai di kutub. Ada yang menduga bahwa partikel matahari
menabrak troposfer, membentuk lebih banyak awan dan memperkuat badai.