Når flydende vand i Jordens oceaner, søer og floder, absorberer tilstrækkelig termisk energi fra sollys, bliver det til vanddamp. Vanddampen bærer denne termiske energi, som den cirkulerer gennem atmosfæren. Når vanddampen genkondenserer, frigiver den, den termiske energi til omgivelserne. Denne proces driver regnvejr, tordenvejr, orkaner og andet dramatisk vejr. For eksempel starter tordenvejr, når Jordens overflade, der er opvarmet af Solen, opvarmer fugtig, tæt luft ved Jorden (se figur 8.13). Den fugtige luft, bringes opad af konvektionen, og afkøles efterhånden som den når op i højden, indtil vanddampen kondenserer som regn. Som vandet kondenserer, frigiver det termisk energi til luften og opvarmer den, og øger dermed styrken af konvektionen. Med stærk solvarme og tilstrækkelig tilførsel af fugtig luft, kan denne selvforstærkende effekt vokse op inden for få minutter, og blive til et voldsomt tordenvejr. Vand falder som regn, så det vender tilbage til søer og oceaner, det eroderer bjerge og ødelægger jorden, som vandet strømmer. Fra oceanerne til luften og tilbage igen – dette kaldes vandets cyklus.
Lys er i det væsentlige en enorm elektrisk gnist – et ekstremt eksempel på den statiske elektricitet, du sommetider oplever at generere, når du går henover et tæppe. Isdannelsen i skyerne, er en nøglefaktor for at starte ”el-generatoren”, som danner de fleste lyn. Små isklumper, bliver negativt ladet af friktion, som de falder gennem den omgivende luft. Små superafkølede skydråber, som rammer disse isklumper, hopper af på dem og bliver positivt ladede. Disse dråber stiger på opdriften, til toppen af skyen, mens isklumperne falder. Som følge heraf, bliver de positive og negative ladninger adskilt, hvilket skaber en potentiel forskel, som kan overstige en milliard volt. På et tidspunkt, bliver den potentielle forskel mellem de forskellige dele af skyen så stor, at molekylerne i luften bliver ioniseret, og en række lys blinker mellem de positivt og negativt ladede områder i skyen. Lynet opvarmer luften til temperaturer der er lige så høje, som på Solens overflade, hvilket får luften langs lynets vej, til at udvide sig hurtigt, hvilket resulterer i det velkendte tordenbrag. Lys, skaber også kraftige elektromagnetiske bølger, hvoraf nogle kan høres på AM radiomodtagere som ”lynstøj”.
Figur 8.13 – Konvektion i en tordensky
Da Pioneer Venus rumsonden fløj rundt om Venus i løbet af 1980’erne, opfangede dens radiomodtagere meget af sådan lynstøj – så mange, at Venus ser ud til at have samme størrelsesorden af lynaktivitet, som Jorden. På Venus, som på Jorden, skabes lyn i skyerne; men Venus skyer er så højt oppe i atmosfæren – typisk 55 km over overflade – at lynene aldrig rammer selve overfladen. For nylig, observerede Venus Express magnetiske signaturer for lyn på Venus. Som vi vil se på i næste kapitel, er der også fundet lyn i Jupiters, Saturns, Uranus’ og Neptuns atmosfærer.
Coriolis-effekten, som handler om luftstrømninger i områder med lavt atmosfærisk tryk, skaber store cirkulerende systemer, som resulterer i orkaner. Forudsætningerne for dannelsen, skal dog være helt rigtige: varmt tropisk havvand, lette vinde og et område med lavt tryk, hvor luften har en spiral indad. Varmt havvand fordamper; herefter stiger den befugtede varme luft sin opad og frigiver energi, som den kondenserer i de højere beliggende køligere lag. Dette er den samme proces, som fører til tordenvejr. Vedvarende vind i nærheden af stormen, kan nå hastigheder på over 300 kilometer i timer (km/t), hvilket forårsager omfattende skader og dødsfald. I 1990, var en orkan i Galveston, Texas, USA, skyld i 8.000 menneskers død – flere end nogen anden naturkatastrofe i USA's historie. I 2005, ødelagde orkanen Katrina (se figur 8.14), en stor del af kystområderne ved den Mexicanske Golf og New Orleans, USA. Katrina kostede næsten 2.000 mennesker livet og forårsagede skader for mere end 200 milliarder dollars.
Tornadoer, er små men voldsomme cirkulationer af luft, forbundet med stormsystemer. Støvdjævle, er ens i strukturen for tornadoer, men de er generelt mindre om ikke så intense, og de forekommer sædvanligvis i godt vejr. Diameteren spænder fra et par meter, til et par dusin meter, med gennemsnitlige højder på flere hundrede meter. Livet på en typisk tornado eller støvdjævel, er normalt begrænset til omkring 15 minutter.
Som et almindeligt syn i det sydvestlige Amerikas ørkner, er støvdjævle også blevet observeret på Mars’ tørre overflade, og blev først dokumenteret af Viking sonderne i 1976. For nyligt, har Mars Reconnaissance Orbiter sonden, set et stort antal støvdjævle, der var synlige på grund af den skygge de kastede på Mars’ overflade. De fleste af Mars’ støvdjævle, efterlader mørke stier efter dem, hvor de har løftet det lyse overfladestøv op og har afsløret den mere mørke overfladeklippe, som ligger under støvet. Støvdjævle på Mars – er typisk højere, bredere og kraftigere end dem på Jorden – når højder op til 8 km og har diametre fra 20 meter og op til nogle få hundrede meter.
Figur 8.14 – Et satellitfoto af orkanen Katrina i Den Mexicanske Golf, som den nærmer sig New Orleans på kysten, i 2005.