Dipendono dalla disposizione delle aree di alta e bassa pressione. Mentre le zone di alta pressione generalmente sono stabili e senza precipitazioni, alla bassa pressione sono associate le perturbazioni: le masse di aria calda, salendo, si espandono e diminuiscono di temperatura, portando alla formazione di nubi ed eventuali precipitazioni.
La superficie di contatto tra due masse d’aria con temperatura e umidità differenti è detto fronte. Fra la massa d’aria tropicale e quella polare si stabilisce il fronte polare. Le perturbazioni principali in Italia sono dovute ai cicloni delle medie latitudini: un fronte freddo avanza orizzontalmente, costringendo l’aria calda a sollevarsi verticalmente, originando nubi cumuliformi, con intense precipitazioni. Il fronte caldo scorre sopra alla massa d’aria fredda, dando origine a nubi stratiformi, con leggere precipitazioni. Il fronte diventa occluso quando l’aria fredda ha sollevato completamente l’aria calda, originando intense e diffuse precipitazioni. I cicloni delle medie latitudini non sono isolati, ma si generano in insiemi di 4-5 in rapida successione, e si spostano verso ovest spinti dai venti occidentali (40-50 km/h), convergendo verso il fronte polare. Esso si sposta a nord in estate, spinto dall’anticiclone delle Azzorre, e a sud in inverno (stazionando sul Mediterraneo).
Cicloni Tropicali
I cicloni tropicali sono aree di bassa pressione tra i 100 e i 1000km di espansione, con un alto gradiente barico orizzontale, causando venti fino a 500km/h, che si muovono vorticosamente in senso antiorario nell’emisfero boreale e orario in quello australe. L’aria calda sale nella zona esterna del ciclone, per poi ridiscendere una volta raffreddata nella zona centrale del vortice (20-50km di ampiezza), detta occhio del ciclone, dove l’aria è calma e non vi sono precipitazioni. Si originano tra i 10 e i 20° sud e tra i 10 e i 10° nord, sull’oceano dove l’evaporazione è massima, quindi si spostano verso ovest sospinti dai venti alisei, alla velocità compresa tra 25 e 80km/h. Essi sono soggetti alle forze di Coriolis e quindi tendono a spostarsi verso latitudini più alte. Le coste orientali delle aree intertropicali sono le più colpite.
Tornado
Fenomeni simili ai cicloni ma di limitata estensione, sono detti anche trombe d’aria se sono sulla terra ferma e trombe d’acqua se si verificano sul mare. Il diametro massimo del vortice è 200m e la velocità interna del vento può raggiungere gli 800km/h. Si spostano alla velocità di 30/80km/h e la loro durata è di pochi minuti.