しばしば，大きく変化する。 この変化は，何がどうなっているのか。 1. 気温 空気は流れている。 それが「風」である。 そこで，つぎのようになる：
こうして，つぎの命題となる：
2. 高層天気図 「寒いところから流れてくる風か，それとも暖かいところから流れてくる風か」は，地上天気図からはわからない。 風の流れは，地勢によって大きく攪乱されるからである。 そこで，風の大局的な流れをとらえるために，高層天気図を用いる。 高層天気図は，日本の「気温が日々変化するしくみ」を見ようとするときは，北極中心の北半球 500hPa 面天気図を用いることになる。 以下「高層天気図」と言うときは，これを指す。 3. 気圧・等圧線 地上天気図には等圧線 (等気圧線) が書かれている。 「気圧」とは何か。 空気粒子の密度──濃い・薄い──である。 地上天気図と高層天気図の大きな違いは，「等圧線」に代わって「等高度線」になっていることである。 500hPa 高層天気図だと，「この地点は，上空 ○m が 500hPa」を観測し，その高度が同じになる地点を線でつなげる。 これが「等高度線」である。 
この等高度線は，等圧線と同じ感覚で使える。 即ち，高度の高低が気圧の高低と同値になる。 4. 風の流線＝等圧線＝等温線 高層天気図では，風の流線が等高度線に表されることになる。 これは当然のことである。 気圧は，空気の密度である。 密度は，風がこれを運んでいる。 よって，風の流線は，等圧線である。 先に，《風の流線は，等気温線である》と言った。 よって，つぎの３つは同じである：
等高度線 等気温線 5. 低緯度ほど，気温・気圧が高い 気温は低緯度になるほど高くなる。 日射量が低緯度になるほど多くなるからである。 そして高層天気図では，気圧が低緯度になるほど高くなる。 これは，つぎの２つのダイナミクスの複合ということになる： 以上まとめて：
6. 鉛直対流 先に《気圧・気温は，低緯度になるほど高くなる》と言った。 そうすると等圧線・等温線は極中心の同心円模様になるはずだが，実際はもっと複雑になっている：
東京を通過する風を，白で表示。 |
地上天気図の等圧線と高層天気図の等高線の違い
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一方，この模様でも，気圧の傾斜と気温の傾斜が重なっている。 この模様は何かというと，鉛直対流の上昇流渦柱と下降流渦柱の束を表している。 上昇流があれば，下降流もなければならない。 鉛直対流は，上昇流と下降流のセットになる。 上昇流と下降流は，流れがスムーズになるように互いの位相を調整する。 この結果が，《上昇流と下降流が互いに逆回転の渦柱になって隣合う──これの束》の配列 (「ベナール渦」) である： 
上昇流の渦柱は，上の２つの天気図では，局所的な＜低気圧＝低温＞領域がこれになる。 なぜ低気圧と低温が対応しているのか？ 上昇流は，上空に膨張する よって，密度が小さく，そして温度が下がる。 下降流は，地面に対して圧縮される よって，密度が大きく，そして温度が上がる。
上昇流の渦は，上空から下に見て，左回転になっている。 そして上昇流渦柱の間を，右回転の下昇流渦柱が埋めている。 （右の天気図をクリックし，拡大図で風の流れを確認せよ。) 上昇流渦柱が左回転で下降流渦柱が右回転なのは，なぜか。 これは，複雑系の科学の謂う「創発 emergence」「進化の不可逆性」に類することであり，「地球の進化の過程でこうなった」と言うのみである。 7. 等圧線の含意 以上をまとめて，等圧線/等高度線からはつぎの３つが同時に読めることになる： 8. 前線 上昇流と下降流の渦回転に周りの空気が連動する。 つぎのような風の流れになるわけである。 
そしてこの風の流れは，温帯の緯度だと前線を発生させることになる： 
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