تتشابه أسباب تشكل موجات الحر في أنحاء العالم، إلا أن للمناخ الصحراوي بشكلٍ عام ومناخ شبه الجزيرة العربية بشكلٍ خاص خصوصية تتمحور حول الآلية (الفيزيائية والأرصادية والرياضية والكيميائية) خلف تشكل موجات الحر في أرجائها، وعن أبرز الأسباب :
١. الإشعاع الشمسي
فالشمس هي المصدر الأول للطاقة وهي المزود الحراري لكوكب الأرض، والغلاف الجوي والسطح يمتصان ويعكسان هذه الأشعة، ويعتمد قدرة جسم ما على عكس الضوء الساقط عليه من مصدر ضوئي كالشمس على نسبة “األبيدو” وهي قيم ما تعكسه الصحراء من إشعاع.
ويتشارك أيضاً في التأثير مع الإشعاع الشمسي، كُلاً من الإشعاع الأرضي والإشعاع الجوي.
٢. المُرتفع الجوي العُلوي
يُساهم المُرتفع الجوي شبه المداري (إرتفاع قيم الجيوبتنشل) في حُدوث ما يُعرف بظاهرة “القُبّة الحرارية” (Heat Dome) والتي من شأنها أن تزيد من قيم التيارات الغارقة (Sinking air) – حيث تضغط الهواء في طبقات الجو المنخفضة مُسببة إرتفاع في درجات الحرارة.
ويرتبط حُدوث “المُرتفعات العُلوية العميقة” في صيف الجزيرة العربية مع تدفق الرياح الشرقية في الستراتوسفير المنطقة المدارية، لأنها تكون قليلة الأوزون وبالتالي رفع حرارة أعلى التروبوسفير.
٣. المُنخفضات الحرارية
أما المُنخفضات الحرارية فيرتبط تشكلها إرتباطاً وثيقاً – بالإشعاع الشمسي و الصحاري الجافة – عبر عملية تُعرف أرصادياً بـِ (Conduction) حيثُ تقوم اليابسة بتسخين الطبقة القريبة منها وتحدث عملية طفو في منطقة ضيقة عمودياً.
وللمنخفضات الحرارية أيضاً أنواع:
- فأحياناً تكون جزء من أنظمة باروكلينيكية (المنخفضات الجوية الشتوية التي تسبقها منخفضات حرارية) كالمنخفضات الخماسينية القادمة من شمال افريقيا.
- وجزء أخر يكون (نظام باروتروبيك) خالص، وتكون على شكل (bubbles) بصورة متفرقة في شرق الجزيرة العربية.
٤. تضاريس شرق الجزيرة العربية
وأخيراً، الطبيعة التضاريسية، فالمنطقة المتدة من العراق شمالاً نزولا لحوض الخليج العربي ووصلا للربع الخالي، هي منطقة منخفضة وقريبة من مستوى سطح البحر، لذلك هي مسرح لنشاط المنخفضات الحرارية (Bubble Heat Low’s) وبالتالي تستحوذ على الحرارة العالية.
ويُمكن تلخيص كل ما سبق، بأن سيطرة المرتفع شبه المداري فوق الجزيرة العربية يعمل كحاجز صد أمام توغل الهواء الأقل حرارة من الشمال، بالإضافة إلى نشاط عميق للمنخفضات الحرارية في الجزيرة العربية عملتّ على ازدياد وطأة الحر، كما وتجدر الإشارة أن سيادة الطقس على أي مكان في العالم ومنها الجزيرة العربية لا يُمكن أن يكون بسبب ظاهرة جوية بعينها إنما يكون نتيجة مُحصلة للعديد من الظواهر الجوية.