Чому утворюються повітряні ями
Багатьом з тих, хто літав на літаку, знайомі діючі на нерви підйоми і падіння, викликані повітряними ямами. Сильні висхідні і низхідні вихори, створюють повітряну яму, утворюються при розриві плавного потоку повітря перепадами температури або зміною зовнішніх умов.
Відмінності в температурі повітря пояснюються тим, що ділянки земної поверхні випромінюють різну кількість тепла. Повітря над дорогами і пісками, наприклад, нагрівається набагато швидше, ніж над лісами або озерами. Висхідні потоки формуються в досить теплому повітрі, в той час як спадні можуть з'являтися і в холодному повітрі. Навіть коли температури наближені один до одного, гори і високі будівлі, що перешкоджають плавному проходженню повітря, можуть стати причиною повітряних воронок. Вихори і воронки утворюються в тому повітрі, який подолав ці перешкоди.
Нерухоме вихровий хмара над верхівкою вулкана позначає кордон між холодним повітрям і спрямованим вгору теплим. Подібні хмари - ознаки теплової турбулентності.
Високі будівлі можуть ставати причиною повітряних воронок, стоячи на шляху стійких поверхневих вітрів. На фото зверху струменя диму зображують рух повітря навколо макетів низького (вгорі) і високого (внизу) будівель. В обох випадках вітер, ударившись об будівлю, відбивається під кутом вгору. Деякі гори направляють подібним чином повітряний потік.
Повітряні воронки над різними типами місцевості
Реактивний літак, пролітаючи над різнорідної поверхнею (праворуч), може провалитися в теплову повітряну воронку. Значні висхідні потоки, відмічені хмарами, можливі над великими піщаними ділянками ґрунту, швидко нагріваються на яскравому сонці. Ліси й ріки нагріваються набагато повільніше, і тому над цими ділянками поверхні іноді спостерігаються низхідні потоки. Перемеженіє ділянок ясного неба і хмар може попереджати про майбутній різкому підйомі.
Воронка в ясному небі
Безхмарне небо, як правило, спокійно, але в верхній частині атмосфери трапляються винятки. Поруч з реактивним потоком полярного фронту і в ясну погоду часто з'являється повітряна воронка висотою приблизно 10 км заввишки. Тут, де стикаються холодна камера полярної циркуляції і тепліша камера Феррела, в тропопаузе повітряні маси рухаються з різними швидкостями, в результаті чого можуть відзначатися сильні вихори.
Гірські атмосферні хвилі
Глибока гірська повітряна воронка може виникнути в разі, коли сильні вітри рухаються над гірською грядою і вгору, а потім опиняються під стійким повітряним шаром на висоті приблизно 3000 м над вершиною і, відхилившись на схід, обрушуються вниз, а потім утворюють вихор і направляються вгору. Опуклі хмари над гірською грядою - ознака наявності гірських хвиль, які звичайні над Скелястими горами.