Çoğumuz havayı ağırlığı olmayan, görünmez bir boşluk gibi düşünürüz. Oysa başımızın üzerinde kilometrelerce yükselen bir gaz sütunu vardır ve bu sütunun her bir metrekareye uyguladığı kuvvet, deniz seviyesinde yaklaşık on ton ağırlığa denk gelir. Bu yükü hissetmememizin nedeni, vücudumuzun içindeki basıncın dışarıdaki basınçla dengede olmasıdır. Hava basıncı dediğimiz büyüklük, işte bu görünmez sütunun ağırlığından başka bir şey değildir.

Basıncın ölçülebilir bir nicelik olduğunu ilk kez gösteren deneylerden biri, on yedinci yüzyılda Evangelista Torricelli'nin cıvayla yaptığı çalışmadır. Torricelli, bir ucu kapalı cam boruyu cıvayla doldurup ters çevirdiğinde cıvanın tamamen boşalmadığını, deniz seviyesinde yaklaşık yetmiş altı santimetre yükseklikte durduğunu gördü. Borudaki cıvayı yerinde tutan şey, kaptaki cıvanın yüzeyine bastıran atmosferdi. Böylece barometre doğmuş ve havanın da bir ağırlığı olduğu deneysel olarak kanıtlanmıştı.

Hava basıncı her yerde aynı değildir. Yükseldikçe üzerimizdeki hava sütunu kısalır ve basınç düşer; bu nedenle dağcılar yüksek irtifada nefes almakta zorlanır, suyun kaynama sıcaklığı da azalır. Ancak basınç farklılıklarının asıl önemli kaynağı yükseklik değil, sıcaklıktır. Güneş ışınları yeryüzünü eşit biçimde ısıtmaz; ekvator kutuplardan, kara yüzeyi gündüz denizden, açık renkli kum koyu renkli topraktan farklı ısınır.

Isınan hava genişler, yoğunluğu azalır ve yükselmeye başlar. Havanın yükseldiği bölgelerde yere yakın kesimde basınç düşer; meteorologlar bu alanlara alçak basınç merkezi ya da siklon adını verir. Buna karşılık soğuyan hava yoğunlaşır, çöker ve yere doğru bastırır; böylece yüksek basınç merkezleri, yani antisiklonlar oluşur. Alçak basınç genellikle bulut ve yağışla, yüksek basınç ise açık ve durgun havayla ilişkilendirilir.

Rüzgâr, bu iki bölge arasındaki dengesizliği gidermeye çalışan hava hareketidir. Doğada akışkanlar her zaman yüksek basınçtan alçak basınca doğru yönelir; tıpkı şişirilmiş bir balonun ağzı açıldığında havanın dışarı fışkırması gibi. İki nokta arasındaki basınç farkı ne kadar büyük ve bu noktalar birbirine ne kadar yakınsa rüzgâr o kadar şiddetli eser. Hava haritalarında eş basınç çizgilerinin, yani izobarların sıklaştığı yerler bu yüzden fırtınalı bölgeleri işaret eder.

Ne var ki rüzgâr, yüksek basınçtan alçak basınca dümdüz akmaz. Dünya kendi ekseni etrafında döndüğü için hareket eden hava kütleleri, Kuzey Yarım Küre'de sağa, Güney Yarım Küre'de sola sapar. Coriolis etkisi olarak bilinen bu sapma, aslında bir kuvvetten çok dönen bir zeminde gözlem yapmanın sonucudur. Etki ekvatorda neredeyse sıfırdır, kutuplara yaklaştıkça güçlenir; bu yüzden kasırgalar ekvatorun hemen üzerinde oluşamaz.

Coriolis etkisi nedeniyle Kuzey Yarım Küre'de alçak basınç merkezlerinin çevresindeki hava saat yönünün tersine, yüksek basınç merkezlerinin çevresindeki hava ise saat yönünde döner. Güney Yarım Küre'de bu yönler tersine çevrilir. Yeryüzüne yakın katmanlarda sürtünme rüzgârı yavaşlattığı için sapma bir miktar azalır ve hava, merkeze doğru hafifçe içe kıvrılarak ilerler.

Küçük ölçekte de aynı ilke işler. Kıyı bölgelerinde gündüz kara denizden hızlı ısındığı için kara üzerinde alçak basınç oluşur ve denizden karaya serin bir meltem eser. Gece durum tersine döner; kara hızla soğurken deniz ısısını korur ve rüzgâr karadan denize yönelir. Dağ ile vadi arasında görülen günlük rüzgâr döngüsü de benzer bir sıcaklık farkından beslenir.

Büyük ölçekte ise ekvatordan yükselen sıcak hava, kutuplardan gelen soğuk havayla birlikte gezegeni saran dev dolaşım hücreleri kurar. Alize rüzgârları, batı rüzgârları ve kutup doğu rüzgârları bu sistemin parçalarıdır. Yelkenli gemiler yüzyıllarca bu düzenli rüzgârlara göre rota çizmiş, okyanus aşırı ticaret yolları bu görünmez akıntıların üzerine kurulmuştur.

Sonuç olarak rüzgâr, Güneş enerjisinin yeryüzünü eşitsiz ısıtmasının hareketle ifade edilen biçimidir. Basınç farkı rüzgârı başlatır, Dünya'nın dönüşü ona yön verir, sürtünme ise hızını belirler. Bir yaprağı savuran hafif esinti ile bir şehri yerle bir eden kasırga, aynı fiziksel ilkelerin farklı ölçeklerdeki yansımalarıdır.