Bepalen wat de windrichting in de dynamische troposfeer van de aarde veroorzaakt is niet zo eenvoudig als het lijkt. Desondanks weten wetenschappers goed hoe factoren samenkomen om zowel windsnelheid als richting te creëren. Ongeacht de geografische schaal en het geografische gebied, zijn er drie primaire krachten die bijdragen aan de oorzaak van de windrichting. Bepaalde krachten spelen een grotere rol afhankelijk van de schaal en het gebied, maar dit geeft de basis om te begrijpen wat de windrichting veroorzaakt, ongeacht de situatie.

Druk

Van hoge naar lage druk blazen, altijd lucht probeert de drukniveaus in evenwicht te houden. Een hogedruksysteem naast een lagedruksysteem zorgt ervoor dat de windrichting met de klok mee en naar buiten stroomt in de richting van een lagedruksysteem. Het lagedruksysteem zorgt ervoor dat de windrichting tegen de klok in en naar binnen stroomt. Dit wordt ook wel een cyclonische stroom genoemd.

Coriolis-effect

Als lucht altijd probeert om drukverschillen in balans te brengen, waarom vloeit de windrichting dan niet direct van hoog naar laag? Dit fenomeen is het Coriolis-effect, gedefinieerd door de National Weather Service, waardoor de "berekening van de schijnbare effecten op bewegende lichamen vanuit een roterende aarde" mogelijk wordt. Het is niet echt een kracht, hoewel zijn acties op een lijken. Het beschrijven van het effect op de oorzaak van de windrichting wordt meestal gedaan met behulp van het draaimolen-voorbeeld. Stel je voor dat je neerkijkt op twee kinderen die op een tegen de klok in draaiende draaimolen zitten en een bal heen en weer gooien. Als je naar beneden kijkt, lijkt het of de bal in een rechte lijn beweegt. De kinderen zouden zeggen dat het lijkt alsof een kracht de bal rechts van waar deze wordt geworpen, afbuigt. De oorzaak van het afbuigen van de windrichting is hetzelfde effect en komt doordat de aarde tegen de klok in onder de wind draait. Groter Coriolis-effect wordt dichter bij de poolgebieden gezien en op het zuidelijk halfrond is deze afbuiging naar links. Extreem kleine schalen verminderen het Coriolis-effect, maar het is een grote factor in de windrichting van het mid-breedtegraadsysteem. Door de snelheid te versnellen zal de doorbuiging toenemen.

Wrijving

De uiteindelijke oorzaak van windrichting is wrijving. Winden op grondniveau worden meestal beïnvloed door wrijving, omdat dit is waar wind verschillende oppervlakken tegenkomt. Als de wind een gebouw in blaast, moet dit een richtingsverandering veroorzaken. Het kan boven het gebouw uitkomen of eromheen in beide richtingen gaan, maar het zal een windrichting veranderen. Het afremmen van winden door een ruwer oppervlak zal ook de Coriolis-afbuiging verminderen en versnelling over een gladder oppervlak zal het tegenovergestelde veroorzaken.