En idealiseret opfattelse af tre store omsætning af celler, der viser overflade vinde
Vertikale hastighed på 500 hPa, juli gennemsnit. Ascent (negative værdier) er koncentreret tæt på Sol ækvator; nedstigning (positive værdier) er mere diffus, men forekommer også hovedsageligt i Hadley-cellen.vindbælterne, der omslutter planeten, er organiseret i tre celler på hver halvkugle—Hadley-cellen, Ferrelcellen og den polære celle., Disse celler findes i både den nordlige og sydlige halvkugle. Langt størstedelen af den atmosfæriske bevægelse forekommer i Hadley-cellen. Højtrykssystemerne, der virker på jordens overflade, afbalanceres af lavtrykssystemerne andre steder. Som følge heraf er der en balance mellem kræfter, der virker på jordens overflade.
hesten breddegrader er et område af højt tryk ved ca 30° til 35° nordlig bredde (nord eller syd), hvor vind afvige i de tilstødende områder af Hadley eller Ferrel-cellerne, og som typisk har let vind, solrige himmel, og lidt nedbør.,
Hadley cellEdit
ITCZ ‘ s bånd af skyer over den Østlige Stillehav og Sydamerika, som set fra rummet
Den atmosfæriske cirkulation mønster, at George Hadley beskrevet var et forsøg på at forklare de passatvinde. Hadley-cellen er en lukket cirkulationssløjfe, der begynder ved ækvator. Der opvarmes fugtig luft af jordens overflade, falder i tæthed og stiger. En lignende luftmasse, der stiger på den anden side af ækvator, tvinger de stigende luftmasser til at bevæge sig Pole .ard., Den stigende luft skaber en lavtryks zoneone nær ækvator. Når luften bevæger sig Pole .ard, afkøles den, bliver tættere og falder ned omkring den 30.parallel, hvilket skaber et højtryksområde. Den nedstammede luft bevæger sig derefter mod ækvator langs overfladen og erstatter luften, der steg fra Ækvatorial zoneonen og lukker sløjfen af Hadley-cellen. Den poleward bevægelse af luften i den øvre del af troposfæren afviger mod øst, forårsaget af coriolis acceleration (et udtryk for bevarelse af impulsmoment)., På jordoverfladen afviger imidlertid luftens bevægelse mod ækvator i den nedre troposfære mod vest og producerer en vind fra øst. Vindene, der strømmer mod vest (fra øst, østlig vind) på jordoverfladen i Hadley-cellen kaldes handelsvindene.selvom Hadley-cellen beskrives som placeret ved ækvator, skifter den på den nordlige halvkugle til højere breddegrader i juni og juli og mod lavere breddegrader i December og januar, hvilket er resultatet af solens opvarmning af overfladen., Den .one, hvor den største opvarmning finder sted, kaldes “termisk ækvator”. Da sommeren på den sydlige halvkugle er December til marts, finder bevægelsen af den termiske ækvator til højere sydlige breddegrader sted derefter.
Hadley-systemet giver et eksempel på en termisk direkte cirkulation. Kraften i Hadley-systemet, der betragtes som en varmemotor, anslås til 200 Tera .att.
Ferrel cellEdit
en del af luften, der stiger ved 60 latitude breddegrad, afviger i høj højde mod polerne og skaber den polære celle., Resten bevæger sig mod ækvator, hvor det kolliderer ved 30° breddegrad med højt niveau luft af Hadley celle. Der sænker det og styrker højtryksryggene nedenunder. En stor del af den energi, der driver Ferrelcellen, leveres af polar-og Hadley-cellerne, der cirkulerer på begge sider, og som trækker Ferrelcellen med den. Ferrelcellen, teoretiseret af Williamilliam Ferrel (1817-1891), er derfor en sekundær cirkulationsfunktion, hvis eksistens afhænger af Hadley og polære celler på hver side af den. Det kan betragtes som en eddy skabt af Hadley og polar celler.,
luften i Ferrelcellen, der falder ned ved 30 latitude breddegrad, vender tilbage polewardard på jordoverfladen, og når den gør det, afviger den mod øst. I den øvre atmosfære af Ferrelcellen afviger luften, der bevæger sig mod ækvator, mod vest. Begge disse afvigelser, som i tilfældet med Hadley og polære celler, er drevet af bevarelse af vinkelmoment. Som resultat, ligesom de østlige passatvinde findes under Hadley celle, Westerlies findes under Ferrel celle.,Ferrelcellen er svag, fordi den hverken har en stærk varmekilde eller en stærk vask, så luftstrømmen og temperaturerne i den er variable. Af denne grund er mellembreddegraderne undertiden kendt som ” blandings zoneonen.”Hadley-og polar-cellerne er virkelig lukkede sløjfer, Ferrelcellen er det ikke, og fortællingspunktet er i Westerlies, som mere formelt er kendt som “de herskende Westerlies.,”De østlige passatvinde og de polære østvinde har intet at sejre over, da deres forældrecirkulationsceller er stærke nok og står over for få forhindringer enten i form af massive terrænfunktioner eller højtryk zonesoner. De svagere vesterlændinge i Ferrelcellen kan imidlertid forstyrres. Den lokale passage af en kold front kan ændre det i løbet af få minutter, og det gør det ofte. Som følge heraf kan vindene på overfladen variere brat i retning. Men vinden over overfladen, hvor de er mindre forstyrret af terræn, er i det væsentlige vestlig., En lavtryks zoneone ved 60 latitude breddegrad, der bevæger sig mod ækvator, eller en højtryks zoneone ved 30.breddegrad, der bevæger sig polewardard, vil accelerere Feresterlies af Ferrelcellen. En stærk høj, bevægende poleardsards kan bringe vestlig vind i dagevis.
Ferrel-systemet fungerer som en varmepumpe med en effektfaktor på 12,1, tidskrævende kinetisk energi fra Hadley og polar-systemer på en omtrentlig sats af 275 terawatt.
Polar cellEdit
polar cell er et simpelt system med stærke konvektionsdrivere., Selvom det er køligt og tørt i forhold til Ækvatorial luft, er luftmasserne ved den 60.parallel stadig tilstrækkeligt varme og fugtige til at gennemgå konvektion og drive en termisk sløjfe. Ved den 60. parallel stiger luften til tropopausen (cirka 8 km ved denne breddegrad) og bevæger sig Pole .ard. Når den gør det, afviger luftmassen på øverste niveau mod øst. Når luften når de polære områder, er den afkølet ved stråling til rummet og er betydeligt tættere end den underliggende luft. Det falder ned, hvilket skaber et koldt, tørt højtryksområde., På det polære overfladeniveau drives luftmassen væk fra stangen mod den 60.parallel, hvilket erstatter luften, der steg der, og den polære cirkulationscelle er færdig. Når luften ved overfladen bevæger sig mod ækvator, afviger den vestpå. Igen er luftmassernes afvigelser resultatet af Coriolis-effekten. Luften flyder på overfladen kaldes polar easterlies, flyder fra nordøst til sydvest nær Nordpolen og fra sydøst til nordvest nær Sydpolen.,
udstrømningen af luftmasse fra cellen skaber harmoniske bølger i atmosfæren kendt som Rossby-bølger. Disse ultra-lange bølger bestemmer stien til den polære jetstrøm, der bevæger sig inden for overgangs zoneonen mellem tropopausen og Ferrelcellen. Ved at fungere som en Køleskab, den polære celle bevæger den rigelige varme fra ækvator mod polarområderne.
Hadley-cellen og den polære celle er ens, idet de er termisk direkte; med andre ord eksisterer de som en direkte konsekvens af overfladetemperaturer. Deres termiske egenskaber driver vejret i deres domæne., Den store mængde energi, som Hadley-cellen transporterer, og dybden af kølelegemet indeholdt i den polære celle sikrer, at kortvarige Vejrfænomener ikke kun har ubetydelig effekt på systemerne som helhed, men — undtagen under usædvanlige omstændigheder — danner de ikke. Den uendelige kæde af forbipasserende højder og nedture, som er en del af hverdagen for beboere i mellembreddegrad, under Ferrelcellen i breddegrader mellem 30 og 60 latitude breddegrad, er ukendt over den 60.og under den 30. parallel., Der er nogle bemærkelsesværdige undtagelser fra denne regel; over Europa, ustabilt vejr strækker sig til mindst den 70.parallel nord.
polar celle, terræn, og Katabatic vinde i Antarktis kan skabe meget kolde forhold på overfladen, for eksempel den laveste temperatur, der er målt på Jorden: -89.2 °C ved Vostok Station i Antarktis, målt 1983.