في قلب دراسة الظروف الطبيعية للأرض تكمن العلاقة المعقدة ولكن الفاتنة بين مفاهيم الضغط والحرارة. يُعرَّف الضغط بأنه المقدار النسبي للقوى المؤثرة على مساحة معينة، بينما تعتبر الحرارة شكلا محددا من أشكال الطاقة والتي يمكن تحويلها ومعالجتها بطرق متعددة. هاتان الظاهرتان لهما توازن دقيق ومذهل يؤثر مباشرة على العديد من جوانب البيئة المحيطة بنا.
إن أهمية هذه العلاقة واضحة بشكل خاص عندما نفكر في التركيبة الدقيقة للهواء حولنا - جو الأرض. هنا، يلعب كلا من الضغط والحرارة دورًا رئيسيًا. يشير الضغط الجوي إلى وزن عمود الهواء فوق نقطة مرجعية معينة، وهو أمر قابل للتغير بناء على عوامل مختلفة بما فيها درجة الحرارة. فعندما تسخن طبقات الهواء بالقرب من سطح الأرض، تتوسع جزيئاته وتنشأ فراغات صغيرة مما يؤدي إلى خفض مستوى الضغط العام. والعكس صحيح أيضًا؛ فقد يؤدي برودة الطبقات الدنيا للهواء إلى زيادة كثافته وبالتالي ارتفاع الضغط الجوي المحلي.
ويرتبط هذا الموضوع أيضا ارتباط وثيق بحركة الرياح. فإن الاختلاف في معدلات الضغط عبر مناطق مختلفة يخلق اختلافات حرارية مرتبطة بالرياح. تلعب تلك الاختلافات دوراً حيويًا في تشكيل أنظمة الطقس العالمية، وذلك بموجب نظرية "بلومبيريج" الشهيرة والتي تربط سرعة الرياح بانحدارات خطوط الاستواء لكل قطب حيث يتمتع المناطق ذات أعلى الانحدار بسرعات هوائية أكثر نشاطاً.
وبالتعمق أكثر، نجد أن هناك علاقة طردية معروفة جيدًا تجمع بين الضغط ودرجة الحرارة. وفقًا لمنطق علم الفيزياء الأساسي، فإن الزيادة في حرارة نظام مغلق سوف تقود حتما لإنتاج المزيد من الطاقة الحركية للجسيمات الداخلية للنظام نفسه. وفي حالة سائل داخل وعاء مثالي، سيؤدي ذلك حتماً إلى تضاعف شدة الاحتكاك بين الجزيئات والسطح الداخلي للوعاء وأيضا بعضها البعض -وهو التأثير المعروف باسم الضغط. لذا، يمكن مشاهدة أحد الأمثلة العملية لهذه الآلية حين يصل الماء المغلي لنقطته الحرجة فتبدأ فقاعات البخار المنبعثة بإصدار صوت مميز وانتشار رشاشات المياه الصغيرة وصعود كميات كبيرة منها نحو السقف قبل انفجار الغطاء بكل هدوء إن لم يكن هناك جهاز تنظيم معتمد مسبقا لتوزيع تلك الكميات بانتظام حسب حاجة النظام لذلك.
ومن الناحية النظرية العامة للعلاقات الثلاثية بين متغيرات الحالة الثلاثة للحالة -الحجم والكثافة والمعاملات الخاصة بها-(ولكن ليس فقط!) ، نرى كيف قد تظهر العلاقات المختلفة اعتمادًا على السياق المستخدم لاتخاذ قرار بشأن مدى ثبات إحدى هذه المتغيرات أثناء بحثنا للترابط التالي لهاتين العمليتين الأساسيتين مهما اختلفت طبيعتها أولية كانت أم ثانويه! إذ لاحظ أنه رغم كون معظم التقليد العلمي يركز حتمياً على تحديد السببية والمسببات المباشره إلا انه يبقى مجال واسعا لدراستها علماء المناخ اليوم لاستشراف مستقبل العالم الرطب.
وفي النهاية، تبقى علاقة الضغط بالحراره مهمة لفهم ديناميكيات الغلاف الجوي ودورة الطقس والتنبؤ المستقبلي لأحوال الجو والأحوال الأخرى المتعلقة بالإنسان والكائنات الأخرى المقيمة بهذا الكوكب المبارك.
