Il geopotenziale è una superficie a pressione costante (500 hPa), solitamente posta a metri. Quando questa superficie è superiore a tale quota, c'è un campo di alta pressione; quando è inferiore, c'è bassa pressione. Sono indicate le altitudini (x10m)alle quali si trova la pressione di 500 hPa. Le isobare a livello del mare sono bianche. Se ad elevata altezza di geopotenziale corrisponde alta pressione a livello del mare ci sarà tempo soleggiato. La mappa indica, con frecce bianche, la direzione e la velocità del vento espressa in metri al secondo. Più lunga è la freccia, più intenso è il vento. Le zone colorate indicano ulteriormente l'assenza di vento (zone blu), oppure la forte intensità (zone con colori tendenti al rosso e viola).

Campi Scalari

La temperatura in ogni punto è caratterizzata dalla funzione T(r,θ,φ). Il valore di questa funzione in un punto di coordinate (r,θ,φ) è una temperatura (con date unità di misura). La funzione T( r,θ,φ) è un esempio di campo scalare. Il termine “scalare” si riferisce al fatto che la temperatura in ogni punto è un numero e non un vettore.

Campi vettoriali

Linee di forza per una carica positiva e una carica negativa

Esempio di animazione / esperimento un magnete permanente viene mosso ripetutamente in avanti e indietro nelle vicinanze di una spira conduttrice. Il magnete induce una corrente indotta nella spira (misurata dall’amperometro) a causa della variazione del flusso del campo magnetico attraverso la superficie racchiusa dalla spira stessa:

La mappa, con i colori tendenti al rosso, mostra le temperature più elevate, mentre con i colori tendenti al blu, le zone con temperatura più fredda. Le linee bianche indicano le isoterme, ovvero le zone unite dalla medesima temperatura. La mappa indica la pioggia prevista nella giornata espressa in millimetri. Contemporaneamente, sono anche rappresentate le isobare, ovvero le zone unite dallo stesso livello di pressione espresso in ettopascal. In meteorologia solitamente 10 mm di pioggia equivalgono a 10 litri d'acqua caduti in un'ora su una superficie di 1 mq.

Vortice Schema delle forze agenti nell'intorno ad un vortice. Il gradiente di pressione è rappresentato dalle frecce blu, mentre l'effetto Coriolis, sempre perpendicolare alla velocità, è rappresentata dalle frecce rosse Forza di Coriolis, influisce sui venti, sulla formazione e rotazione delle tempeste, così come sulla direzione delle correnti oceaniche. Masse d'aria si riscaldano all'equatore, diminuiscono in densità e salgono, richiamando aria più fredda che scorre sulla superficie terrestre verso l'equatore. Poiché non c'è abbastanza attrito tra la superficie e l'aria, questa non acquisisce la velocità necessaria per mantenersi in co-rotazione con la Terra. Nella parte superiore dell'atmosfera l'attrito ha scarsa influenza sui venti e le particelle di aria sono soggette esclusivamente al gradiente di pressione e a Coriolis. Le correnti d'aria ad alta quota tendono a scorrere parallelamente alle isobare. I venti generati con questa dinamica sono chiamati geostrofici.

Forza di Lorentz effetto del campo elettrico e magnetico sulla carica elettrica q Equazioni di Maxwell f funzione reale di più variabili campo, funzione vettoriale p densità di carica J densità di corrente   costante dielettrica vuoto  0 permeabilità magnetica vuoto 1/c 2 =    