日本列島が危険な猛暑に見舞われる際、上空では地球規模の大気循環が引き起こす特異な気圧配置が形成されています。気象予報士や専門機関の解析によると、近年の40℃超えには共通する2つの主因が存在します。
1. チベット高気圧と太平洋高気圧の「二重高気圧」
日本付近の高度約1万5,000メートル（上層）に張り出す大陸由来の「チベット高気圧」と、高度約5,000メートル（中下層）に張り出す「太平洋高気圧」が、ちょうど日本列島の上空で重なり合う現象です。この状態になると、上空から地上に向かって非常に強い下降気流が発生します。空気は圧縮されると温度が上がる物理特性（断熱圧縮）を持つため、雲が完全に消え去って強烈な日差しが降り注ぐと同時に、地上付近の空気そのものが圧縮加熱され続けます。
2. 山脈を越える気流による「フェーン現象」
湿った空気が山を越える際、風上側で雨を降らせて水分を失い、乾燥した状態で山を吹き下ります。乾燥した空気は、湿った空気よりも急激な温度上昇（100メートル下降するごとに約1℃上昇）を起こします。日本列島の中央には険しい山脈が連なっているため、どの方向から風が吹いても内陸の盆地や平野部ではフェーン現象が発生しやすい地形構造となっています。
