โลกมีสัณฐานเป็นทรงกลมโคจรรอบดวงอาทิตย์ 1 รอบใช้เวลา 1 ปี หากโลกไม่หมุนรอบตัวเองบริเวณเส้นศูนย์สูตรของโลกจะเป็นแถบความกดอากาศต่ำ (L) มีอุณหภูมิสูง เนื่องจากแสงอาทิตย์ตกกระทบเป็นมุมฉาก ส่วนบริเวณขั้วโลกทั้งสองจะเป็นแถบความกดอากาศสูง (H) มีอุณหภูมิต่ำ เนื่องจากแสงอาทิตย์ตกกระทบเป็นมุมลาดขนานกับพื้น อากาศร้อนบริเวณศูนย์สูตรยกตัวขึ้นทำให้อากาศเย็นบริเวณขั้วโลกเคลื่อนตัวเข้าแทนที่การหมุนเวียนของบรรยากาศบนซีกโลกทั้งสองเรียกว่า “แฮดเลย์เซลล์” (Hadley cell) ดังรูปที่ 1
ภาพที่ 1 การหมุนเวียนของบรรยากาศ หากโลกไม่หมุนรอบตัวเอง
ทว่าความเป็นจริงโลกหมุนรอบตัวเอง 1 รอบ ใช้เวลา 24 ชั่วโมงเซลล์การหมุนเวียนของบรรยากาศ จึงแบ่งออกเป็น 3 เซลล์ ได้แก่แฮดเลย์เซลล์ (Hadley cell), เฟอร์เรลเซลล์ (Ferrel cell) และ โพลาร์เซลล์ (Polar cell) ในแต่ละซีกโลกดังภาพที่ 2
ภาพที่ 2 การหมุนเวียนของบรรยากาศ เนื่องจากโลกหมุนรอบตัวเอง
แถบความกดอากาศต่ำบริเวณเส้นศูนย์สูตร (Equator low)เป็นเขตที่ได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์มากที่สุดกระแสลมค่อนข้างสงบ เนื่องจากอากาศร้อนชื้นยกตัวขึ้น ควบแน่นเป็นเมฆคิวมูลัสขนาดใหญ่และมีการคายความร้อนแฝงจำนวนมากทำให้เป็นเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง อากาศชั้นบนซึ่งสูญเสียไอน้ำไปแล้วจะเคลื่อนตัวไปทางขั้วโลก
แถบความกดอากาศสูงกึ่งศูนย์สูตร (Subtropical high)ที่บริเวณละติจูดที่ 30° เป็นเขตแห้งแล้งเนื่องจากเป็นบริเวณที่อากาศแห้งจากแฮดลีย์เซลล์และเฟอร์เรลเซลล์ปะทะกันแล้วจมตัวลงทำให้พื้นดินแห้งแล้งเป็นเขตทะเลทรายและพื้นน้ำมีกระแสลมอ่อนมากเราเรียกเส้นละติจูดที่ 30° ว่า “เส้นรุ้งม้า” (horse latitudes) เนื่องจากเป็นบริเวณที่กระแสลมสงบ (จนเรือใบยุคโบราณไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ลูกเรือต้องโยนข้าวของสินค้า รวมทั้งม้าที่บรรทุกมาทิ้งทะเลเพื่อที่จะให้เรือแล่นได้) อากาศเหนือผิวพื้นบริเวณเส้นรุ้งม้าเคลื่อนตัวไปยังแถบความกดอากาศต่ำบริเวณเส้นศูนย์สูตรทำให้เกิด “ลมค้า” (Trade winds) แรงโคริออริสซึ่งเกิดจากการหมุนรอบตัวของโลกเข้ามาเสริมทำให้ลมค้าทางซีกโลกเหนือเคลื่อนที่มาจากทิศตะวันออกเฉียงเหนือ และลมค้าทางซีกโลกใต้เคลื่อนที่มาจากทิศตะวันออกเฉียงใต้ลมค้าทั้งสองปะทะชนกันและยกตัวขึ้นบริเวณเส้นศูนย์สูตรแถบความกดอากาศต่ำนี้จึงมีอีกชื่อหนึ่งว่า “แนวปะทะอากาศยกตัวเขตร้อน” หรือ “ITCZ” ย่อมาจาก Intertropical Convergence Zone
แถบความกดอากาศต่ำกึ่งขั้วโลก (Subpolar low)ที่บริเวณละติจูดที่ 60° เป็นเขตอากาศยกตัวเนื่องจากอากาศแถบความกดอากาศสูงกึ่งศูนย์สูตร (H) เคลื่อนตัวไปทางขั้วโลกถูกแรงโคริออริสเบี่ยงเบนให้เกิดลมพัดมาจากทิศตะวันตกเรียกว่า “ลมเวสเทอลีส์” (Westerlies) ปะทะกับ “ลมโพลาร์อีสเทอลีส์” (Polar easteries) ซึ่งพัดมาจากทิศตะวันออกโดยถูกแรงโคริออริสเบี่ยงเบนมาจากขั้วโลก มวลอากาศจากลมทั้งสองมีอุณหภูมิแตกต่างกันมากทำให้เกิด ”แนวปะทะอากาศขั้วโลก” (Polar front) มีพายุฝนฟ้าคะนอง อากาศชั้นบนซึ่งสูญเสียไอน้ำไปแล้วจะเคลื่อนตัวไปยังจมตัวลงที่เส้นรุ้งม้าและบริเวณขั้วโลก ทำให้เกิดภูมิอากาศแห้งแล้ง