Gravitacijski valovi so valovno gibanje zraka v zemeljski atmosferi, ki jih povzroča gravitacija. Za razliko od večine gibanja zraka gravitacijski valovi niso horizontalna, temveč navpična gibanja v zračni masi. Gravitacijski valovi po svojem gibanju delujejo kot valovi na površini vode. Njihovih učinkov običajno ne čutimo, včasih pa lahko povzročijo, da se vrteča se nevihta hitreje vrti in s tem povzroči tornado.
Zaradi prisotnosti besede “gravitacija” v “gravitacijskih valovih” se lahko zdijo bolj zapleteni, kot so v resnici. Prav tako jih ne gre zamenjati z gravitacijskimi valovi, ki so del študija astrofizike. Najboljši način razmišljanja o gravitacijskem valu je, da si predstavljamo kamenček, vržen v ribnik. Voda je bila prej stabilna in mirna, vendar skala ustvarja valovanje, ki se širi navzven in povzroča gibanje gor in dol v vodi. Gravitacijski valovi so v bistvu ista stvar, vendar se pojavljajo v zraku in ne v vodi.
Da pride do gravitacijskega vala, mora obstajati nekaj, kar ga sproži. Tako kot skala, vržena v ribnik, lahko gora ali nevihta moti sicer stabilen zrak in ustvari gravitacijski val. Eden od vidnih učinkov gravitacijskih valov je vzorec oblakov z vrstami oblakov, ki se izmenjujejo s prostori čistega zraka vmes. Te izmenične vrstice prikazujejo kraje, kjer se zrak dviga in kje se zaradi vala potaplja.
Zrak, ki obdaja sprožilec, mora biti relativno stabilen, da nastane gravitacijski val. Če na primer gora potiska zrak navzgor, ko zrak gre čez njo, in je zrak že nestabilen, se bo še naprej dvigoval, namesto da bi se pogrezal nazaj. Če se vzorec ne ustvari tam, kjer dvigajoči se zrak doseže vrh in se nato spet potopi navzdol, potem ni gravitacijskega vala. Ko so ustrezni pogoji za ustvarjanje gravitacijskih valov, imajo lahko nekaj zanimivih učinkov.
Nevihte se vrtijo, ko se premikajo po pokrajini, zaradi zračnih tokov v njih. Če gravitacijski val pride v stik z nevihto, izmenične razlike v tlaku povzročijo, da nevihta poveča hitrost vrtenja in postane močnejša. Serija gravitacijskih valov ali celo en močan lahko povzroči, da se nevihta vrti dovolj hitro in postane dovolj močna, da povzroči tornade. V neurju morajo biti prisotni tudi drugi pogoji, da lahko povzroči tornado, vendar so gravitacijski valovi lahko pomemben del recepta.