La causa principale di ogni fenomeno atmosferico e il calore, la cui sorgente prima e il Sole. L’insolazione, che e la quantità di calore che perviene nell’unità di tempo sull’unita di superficie orizzontale terrestre, non e costante nel tempo, ma subisce delle variazioni dovute a cause astronomiche quali la rotazione della terra e l’inclinazione dell’asse terrestre, ed a cause atmosferiche e superficiali, quali la torbidità dell’atmosfera e il riscaldamento delle superfici liquide.
La propagazione del calore nell’atmosfera avviene comunque per:
conduzione
irraggiamento
convezione.
Il calore propagato nell’atmosfera per conduzione e irraggiamento non raggiungerebbe altezze considerevoli se non intervenisse la convezione, il cui meccanismo ha tanta importanza per lo svolgimento di determinati fenomeni meteorologici.
La conduzione si arresterebbe ai primi strati, essendo l’aria cattiva conduttrice e l’irraggiamento sarebbe forte solo a cielo sereno, e con aria secca. Con il fenomeno di convezione, le masse d’aria a contatto della superficie terrestre ricevono più calore di quanto ne cedono e quindi, essendo più calde e più leggere delle masse sottostanti, salgono.
Le masse d’aria superiori invece cedono più calore di quanto ne ricevono, ed essendo con ciò più fredde e più pesanti, discendono. Inoltre, dato che per questi moti convettivi si ha la formazione del vapore acqueo, l’atmosfera si riscalda in parte anche per l’emissione del calore latente di condensazione.
Quindi, concludendo, l’atmosfera non riceve la parte più consistente di calore dal Sole, ma direttamente dalla Terra, che assorbe la radiazione solare e la trasforma in calore, dando luogo contemporaneamente a masse d’aria di differente stato fisico.