Passatwinde sorgen unter anderem für den stets angenehmen und frischen Wind auf den Kanarischen Inseln. Sie sind ganzjährig beständige Ostwinde. Die Passatzirkulation ist der Teil der allgemeinen Zirkulation der Atmosphäre. Die Passate machen sich zwischen 30° Nord und 30° Süd besonders bemerkbar.

Genau genommen ist das Windsystem zwischen den Subtropen und dem Äquator eine geschlossene Windzirkulation. In großen Höhen strömt die Luft Richtung der Pole, also Richtung Nord- oder Südpol. Diese Luftströmungen werden als Antipassate (gr. anti = gegen) bezeichnet.

Der Name Passat stammt aus den romanischen Sprachen. Lateinisch "passus" wird übersetzt mit „Schritt“. Das spanische Wort "pasada" bedeutet „Durch-, Übergang und Überfahrt“ und „sich von einem Ort an einen anderen bewegen oder durchqueren“ beschreibt das spanische Verb "pasar". Im germanischen Sprachraum ist mit einer Erwähnung in einer niederländischen Reisebeschreibung aus dem 17. Jahrhundert zum ersten Mal "passade wind" bezeugt.

Die Passatzirkulation ist ein Windsystem, das im Bereich des Äquators seinen Ursprung hat. Weil die Sonne in Äquatornähe ganzjährig sehr hoch am Himmel steht, erwärmt sie die Luft stark, wodurch sie sich ausdehnt. Die Luft steigt auf und kann viel Feuchtigkeit aufnehmen. Dadurch bilden sich am Himmel Wolken, am Boden nimmt der Druck ab und es entsteht dort ein Tief. Das Tiefdruckgebiet zieht sich quasi am Äquator entlang, daher ist der Begriff Äquatoriale Tiefdruckrinne treffend.

Auf ihrem Weg zu den Polen kühlen die Luftmassen nur langsam ab und sinken im Bereich der Subtropen zwischen 23° Nord und 30° Nord (auf der Südhalbkugel zwischen 23° Süd und 30° Süd großräumig ab. Dadurch entsteht in Bodennähe ein umfangreiches Hochdruckgebiet. Die Klimawissenschaft spricht hier auch vom subtropischen Hochdruckgürtel.

Zum Druckausgleich fließt die Luft als Passatwinde vom Hoch im Bereich der Wendekreise zum Tiefdruckgebiet nahe dem Äquator. Diese Winde werden aufgrund der Erdrotation (siehe Corioliskraft) und der Bodenreibung zu leicht östlichen Winden. Auf der Nordhalbkugel kommen die Passate beständig aus nordöstlicher und auf der Südhalbkugel aus südöstlicher Richtung.

Dort, wo der Nordost- und der Südost-Passat zusammentreffen (konvergieren), formiert sich die sogenannte Innertropische Konvergenzzone (ITC, engl. Inner Tropic Convergence). Die Innertropische Konvergenzzone entspricht der äquatorialen Tiefdruckrinne.

Die Passate sind im Allgemeinen trockene Luftströmungen. Nur an den Ostseiten der Kontinente, besonders im Stau der Küstengebirge, können sich oft stärkere Niederschläge entwickeln, wie beispielsweise an den Ostküsten Südafrikas und Südamerikas.

Im Verlauf eines Jahres verschiebt sich die ITC mit dem Sonnenstand zwischen dem nördlichen und südlichen Wendekreis. Auf der Nordhalbkugel findet der Nordost-Passat dementsprechend seinen Ursprung rund um den Sommeranfang weiter nördlich, zum Beispiel in Südspanien, Süditalien oder in Mittelgriechenland.

Viele tropische Regionen geraten ebenfalls im Jahresverlauf regelmäßig unter den Einfluss der Passate. Wenn der Passat jahreszeitlich bedingt stark die Richtung ändert, so wird er als Monsun bezeichnet.

Die Passatzirkulation wurde von dem Engländer George Hadley entdeckt. Teile der Passatzirkulation auf der Nord- und Südhalbkugel werden als Hadley-Zelle bezeichnet.

Die Hadley-Zelle oder Hadley-Zirkulation stellt das Hauptelement der atmosphärischen Zirkulation in den Tropen dar. In der Nähe des Äquators steigt in der Hadley-Zelle die Luft auf. Anschließend fließt sie in einer Höhe zwischen 10 und 13 Kilometern nach Norden und Süden. Bei etwa 30° Nord und 30° Süd sinkt die Luft wieder ab. In Bodennähe strömt sie dann in Richtung Äquator zurück.

Antipassate entstehen aus der Innertropischen Konvergenzzone. Im Bereich der äquatorialen Troposphäre kann die Luft nicht weiter aufsteigen, da die Tropopause eine Inversion darstellt. Die aufsteigende Luft wird durch die nachströmende Luft von unten verdrängt und muss anschließend in Richtung der Pole ausweichen.

Außerdem entsteht nahe der Tropopause ein sogenanntes Höhenhoch, weil durch die aufsteigenden Luftteilchen der Druck zunimmt. Der Luftdruck innerhalb des Höhenhochs ist höher als der Luftdruck im Bereich der Wendekreise. Weil Luftmassen vom höheren zum tieferen Luftdruck strömen, wird auch deswegen die polwärtige Luftströmung angetrieben.

Diese in rund 6 bis 10 Kilometern Höhe wehenden Antipassate transportieren als Teil der Hadley-Zirkulation die in Äquatornähe aufgestiegenen Luftmassen polwärts zum subtropischen Hochdruckgürtel. Die Corioliskraft lenkt die Antipassate um. Sie fließen dann nach Nordosten und auf der Südhalbkugel nach Südosten.

Der Antipassat ist ein trockener und warmer Wind, weil die Feuchtigkeit der Luft bereits in der ITC kondensiert ist und dadurch viel Wärme freigesetzt wird.

Auf dem Weg in Richtung der Wendekreise kühlt sich der Antipassat kaum ab. Im Gegenteil: Weil die Luft gleichzeitig langsam absinkt, nimmt deren Dichte immer weiter zu. Dadurch erhöht sich die Temperatur und die Feuchtigkeit nimmt noch weiter ab.

Am stärksten sinken die Luftmassen großräumig in etwa 30 ° nördlicher und 30 ° südlicher Breite ab. Im Bereich der Subtropen kommen diese dann sehr trocken an. Dort ist die Lufttemperatur im Sommerhalbjahr viel höher als in Äquatornähe und ein starkes Temperaturgefälle zwischen den Subtropen und den Tropen baut sich auf.

Zudem liegt die Tropopause in Äquatornähe höher als in den Subtropen. Daher entsteht auch ein Druckgefälle vom Äquator aus in Richtung Pole.

Ein großer Temperatursprung und ein großer Druckunterschied stellen sich vor allem im Bereich der absinkenden Luft der Hadley-Zelle ein, also nahe den Wendekreisen. Dort erzeugt die Corioliskraft den Subtropen-Jetstream, indem sie Teile des Antipassats noch stärker umlenkt und so einen stürmischen Höhen-Westwind erzeugt.

Weiter nach Norden kann die "Restluft" des Antipassats nicht strömen, weil der Subtropen-Jetstream wie eine Barriere wirkt. Die Luft sinkt dort ab und wird in Bodennähe von der ITC förmlich angesaugt.

In Bodennähe wehen die Passate aus Nordost beziehungsweise aus Südost. In der mittleren und höheren Troposphäre verschwindet der Einfluss der Bodenreibung, sodass nur die Corioliskraft auf die Passate wirkt. In einer Höhe ab etwa 2 Kilometern herrscht daher eine reine Ostströmung, die auch Urpassat genannt wird. Sie ist bis in Höhen von 10 Kilometern messbar.

Der größte Teil der Luftmassen, die innerhalb der Innertropischen Konvergenzzone aufsteigen, sinkt erst in den Subtropen wieder ab. Bei einem kleinen Teil setzen die Absinkbewegungen bereits früher ein. Die Luft ist dabei sehr trocken und kann sich deshalb beim Absteigen besonders schnell wieder aufheizen.

Die Urpassate wehen in den geografischen Breitengraden von etwa 10° bis 25° Nord sowie 5° bis 20° Süd. In diesen Bereichen sinken die Urpassate ab, erreichen jedoch nicht den Boden, sondern wehen wieder zurück Richtung Äquator.

Dieses breitenparallele Windband neigt häufig dazu zu schwingen, sodass sich eine wellenförmige Strömung mit einer Wellenlänge um die 15 bis 30 Längengrade ausbildet.

Im Bereich dieser Wellen entwickeln sich hochreichende Quellwolken mit starken Regenschauern. Sie wandern mit einer Zuggeschwindigkeit von rund 22 Kilometern pro Stunde Richtung Westen. Unter bestimmten Bedingungen können sich aus ihnen tropische Wirbelstürme bilden.

Die Passatinversion ist eine markante Inversion an der Obergrenze der Passatwinde. Sie liegt in den inneren Tropen bei etwa 2 Kilometern Höhe und sinkt im Bereich der subtropischen Hochdruckgürtel bis auf 500 Meter ab.

Diese Passatinversion entsteht dadurch, dass die Luft im Bereich der subtropischen Hochdruckgürtel großräumig absinkt. Die sehr warme aus der ITC stammende Luft strömt bei gleichzeitigem Absinken in Richtung der Wendekreise.

Doch auch im Bereich der Subtropen erwärmt sich die Luft durch den ungetrübten Sonnenschein rasch und steigt daher vom Boden auf. Mit zunehmender Höhe kühlt sich diese aufsteigende Luft wieder ab.

Anders sieht das in der mittleren und höheren Troposphäre mit den absinkenden Luftmassen der Urpassate aus. Diese wird beim Absinken immer dichter und damit wärmer. Irgendwann hat sie sich so stark erwärmt, dass die Temperatur höher ist als die Temperatur in Bodennähe. Genau an der Grenze bildet sich dann die Passatinversion.

An dieser Grenzschicht kann die Luft von unten her nicht weiter aufsteigen, weil weniger dichte und wärmere Luft darüber liegt. Da die aufsteigende Luft außerdem kaum Feuchtigkeit enthält und sie am weiteren Aufsteigen gehindert wird, kann das gespeicherte Wasser nicht kondensieren. Meist bilden sich nur flache Quellwolken, die sogenannten Passatcumuli. Daher gibt es in den Gebieten der Urpassate kaum Regen.

Einzelne Quellwolken können durchaus die Passatinversion durchbrechen, allerdings treffen sie auch oberhalb der Sperrschicht auf sehr trockene Luft. Daher verdunstet die wenige Feuchtigkeit sofort. Aus diesem Grund breiteten sich im Laufe von Tausenden Jahren hauptsächlich in den Passatregionen die sogenannten Passatwüsten aus.

Im Bereich der inneren Tropen nahe der ITC und vor allem in Meeresnähe wird die Passatinversion dagegen immer wieder durchbrochen, weil die feucht-warme Luft mehr Energie und daher mehr Auftrieb erfährt als trockene. Teilweise wird die Passatinversion komplett ausgehebelt.

Passatwinde sind beständig. Das wussten auch die Seefahrer in früheren Zeiten. Die Überquerung der Ozeane mit Segelschiffen sparte bei dieser Ostströmung Zeit. Das traf in besonderem Maße zur Zeit der Schiffe zu, die aufgrund von Rahsegeln schlecht gegen den Wind kreuzen konnten und stattdessen bei Rückenwind deutlich höhere Geschwindigkeiten erzielten.

Der Nordost-Passat machte den Atlantischen Dreieckshandel der frühen Neuzeit möglich. Europäische Segelschiffe segelten an der afrikanischen Westküste nach Süden, bis sie auf den Nordost-Passat trafen. Dieser trieb sie dann Richtung Amerika. Dort nutzten sie die Meeresströmungen, wie den Golfstrom, um nach Nordosten auf den Atlantik zu kommen. Die Westwinde der Nordhalbkugel brachten sie wieder nach Europa zurück.

Heutzutage spielen die Passate für viele Segelschiffe und -boote noch eine große Rolle. Die Winde sind gut vorherzusagen. Für die Überfahrten gen Westen verkürzt sich die Fahrzeit.