Egy idealizált kilátás három nagy forgalomban lévő sejtek mutatja felszíni szelek
Függőleges sebesség 500 hPa, július átlagos. Az emelkedés (negatív értékek) a nap egyenlítőjéhez közel koncentrálódik; a süllyedés (pozitív értékek) diffúzabb, de elsősorban a Hadley-sejtben is előfordul.
a bolygót körülvevő szélszíjak minden féltekén három sejtbe—a Hadley-sejtbe, a Ferrel-sejtbe és a poláris sejtbe-szerveződnek., Ezek a sejtek mind az északi, mind a déli féltekén léteznek. A légköri mozgás nagy része a Hadley cellában történik. A Föld felszínén ható nagynyomású rendszereket máshol az alacsony nyomású rendszerek kiegyensúlyozzák. Ennek eredményeképpen a Föld felszínén ható erők egyensúlya van.
a lószélesség 30-35° szélességi fokon (északon vagy délen) nagynyomású terület, ahol a szelek a Hadley vagy a Ferrel-sejtek szomszédos zónáiba térnek el, és általában enyhe szelek, napos égbolt és kevés csapadék van.,
Hadley cellEdit
Az ITCZ együttese a felhők felett a Kelet-Csendes-óceáni, illetve az amerikai Kontinensen, mint az űrből
A légköri keringése, hogy George Hadley leírt kísérlet volt arra, hogy magyarázza a passzátszelek. A Hadley cella egy zárt keringési hurok, amely az egyenlítőn kezdődik. Ott a nedves levegőt felmelegíti a Föld felszíne, csökken a sűrűség, emelkedik. Az Egyenlítő másik oldalán emelkedő hasonló légtömeg arra kényszeríti az emelkedő légtömegeket, hogy mozogjanak., Az emelkedő levegő alacsony nyomású zónát hoz létre az Egyenlítő közelében. Ahogy a levegő mozog poleward, lehűl, sűrűbbé válik, majd leereszkedik körülbelül a 30. párhuzamos, ami egy nagynyomású terület. A leereszkedő levegő ezután az egyenlítő felé halad a felszín mentén, helyettesítve az egyenlítői zónából felemelkedő levegőt, bezárva a Hadley cella hurokját. A levegő poleward mozgása a troposzféra felső részén kelet felé tér el, amit a coriolis-gyorsulás okoz (a szögmozgás megőrzésének megnyilvánulása)., A talaj szintjén azonban a levegő mozgása az egyenlítő felé az alsó troposzférában nyugat felé tér el, keletről szél keletkezik. A nyugati (keleti, keleti) szélnek a Hadley-cellában a talajszinten történő áramlását kereskedelmi szélnek nevezik.
bár a Hadley-sejt az egyenlítőn helyezkedik el, az északi féltekén júniusban és júliusban magasabb szélességi fokokra, decemberben és januárban pedig alacsonyabb szélességi fokokra vált, ami a nap felszíni felmelegedésének eredménye., A zónát, ahol a legnagyobb fűtés történik, “termikus egyenlítőnek”nevezik. Mivel a déli féltekén a nyár decembertől márciusig tart,a termikus Egyenlítő mozgása a magasabb déli szélességi fokokra történik.
a Hadley rendszer példát mutat egy termikusan közvetlen keringésre. A Hadley rendszer hőmotornak tekintett teljesítményét 200 terawattra becsülik.
Ferrel cellEdit
a 60° szélességi fokon emelkedő levegő egy része nagy magasságban eltér a pólusok felé, és létrehozza a sarki cellát., A többi az egyenlítő felé halad, ahol 30° szélességi fokon ütközik a Hadley cella magas szintű levegőjével. Ott lecsökken, és erősíti az alatta lévő nagynyomású gerinceket. A Ferrel-sejtet hajtó energia nagy részét a poláris és Hadley-sejtek biztosítják, amelyek mindkét oldalon keringenek, és ezzel együtt húzzák a Ferrel-sejtet. A Ferrel-sejt, amelyet William Ferrel (1817-1891) elméletez, tehát egy másodlagos keringési tulajdonság, amelynek létezése a Hadley-től és a poláris sejtektől függ mindkét oldalán. A Hadley és a poláris sejtek által létrehozott örvénynek gondolhatjuk.,
a 30° szélességi fokon ereszkedő Ferrel-sejt levegője a talaj szintjén tér vissza polewardhoz,és ahogy ez történik, kelet felé tér el. A Ferrel-sejt felső légkörében az egyenlítő felé mozgó levegő nyugat felé fordul. Mindkét eltérést, mint a Hadley és a poláris sejtek esetében, a szöglendület megőrzése hajtja. Ennek eredményeként, ahogy a keleti kereskedelmi szelek a Hadley cella alatt találhatók, a Westerlies a Ferrel cella alatt található.,
a Ferrel sejt gyenge, mert nincs sem erős hőforrása, sem erős mosogatója, így a benne lévő légáramlás és hőmérséklet változó. Ezért a középső szélességi területeket néha “keverési zónának” nevezik.”A Hadley és a poláris sejtek valóban zárt hurkok, a Ferrel-sejt nem, és a mondó pont a Westerlies-ben van, amelyeket formálisan “az uralkodó Westerlies” – nek neveznek.,”A keleti kereskedelmi szelek és a sarki keleti szelek nem tudnak felülkerekedni, mivel szülő keringési sejtjeik elég erősek, és kevés akadályba ütköznek, akár masszív terep, akár nagynyomású zónák formájában. A Ferrel-sejt gyengébb Nyugatai azonban megszakadhatnak. A hidegfront lokális áthaladása ezt percek alatt megváltoztathatja, és gyakran meg is teszi. Ennek eredményeként a felszínen a szél hirtelen változhat. De a felszín feletti szelek, ahol a terep kevésbé zavarja őket, lényegében nyugatiak., Az alacsony nyomású zóna 60° szélességi fokon, amely az egyenlítő felé mozog, vagy egy nagynyomású zóna 30° szélességi fokon, amely a polewardot mozgatja, felgyorsítja a Ferrel-sejt Nyugatiasságát. Az erős, változó irányú szél napokig megélénkülhet.
a Ferrel rendszer hőszivattyúként működik, teljesítmény-együtthatója 12,1, a Hadley és a polar rendszerekből származó kinetikus energiát körülbelül 275 terawatt sebességgel fogyasztva.
Polar cellEdit
a polar cella egy egyszerű rendszer, erős konvekciós meghajtókkal., Bár hűvös, száraz képest egyenlítői levegő, a levegő tömegek a 60 párhuzamos még kellően meleg, nedves alávetni konvekció, majd a autóval termikus ciklus. A 60. szélességi fokon a levegő a tropopopauzára emelkedik (körülbelül 8 km ezen a szélességi fokon), és polewardot mozgatja. Ahogy ez történik, a felső szintű légtömeg kelet felé tér el. Amikor a levegő eléri a sarki területeket, sugárzással az űrbe hűl, és lényegesen sűrűbb, mint a mögöttes levegő. Leereszkedik, hideg, száraz, nagynyomású területet hozva létre., A poláris felület szintjén a levegő tömegét a pólusról a 60. párhuzamos felé hajtják, helyettesítve az ott felemelkedő levegőt, és a poláris keringő cella teljes. Ahogy a felszínen lévő levegő az egyenlítő felé mozog, nyugat felé fordul. Ismét a légtömegek eltérése a Coriolis-hatás eredménye. A felszín alatti légáramlást sarki keletnek nevezik, amely északkeletről délnyugatra áramlik az Északi-sark közelében, délkeletről északnyugatra pedig a Déli-sark közelében.,
a levegő tömegének a sejtből történő kiáramlása harmonikus hullámokat hoz létre a Rossby waves néven ismert légkörben. Ezek az ultrahosszú hullámok határozzák meg a sarki sugáráram útját, amely a tropopopause és a Ferrel sejt közötti átmeneti zónában halad. Ha hűtőbordaként működik, a poláris sejt a bőséges hőt az Egyenlítőtől a sarki régiók felé mozgatja.
a Hadley-sejt és a poláris sejt hasonló, mivel termikusan egyenesek; más szóval, a felszíni hőmérsékletek közvetlen következményeként léteznek. Termikus jellemzőik vezetik az időjárást a területükön., A Hadley-sejt által szállított puszta energiamennyiség, valamint a poláris cellában található hűtőborda mélysége biztosítja, hogy a tranziens Időjárási jelenségek ne csak elhanyagolható hatást gyakoroljanak a rendszerek egészére, hanem — szokatlan körülmények kivételével — nem alakulnak ki. A 30-60° szélességi szélességi szélességi fokon a Ferrel-sejt alatt a közepes szélességű lakosok mindennapi életének részét képező magasságok és mélypontok végtelen láncolata ismeretlen a 60.és a 30. párhuzamok felett., Van néhány figyelemre méltó kivétel e szabály alól; Európában, instabil időjárás kiterjed legalább a 70. párhuzamos északi.
az Antarktiszon a sarki cella, a terep és a Katabatikus szelek nagyon hideg körülményeket teremthetnek a felszínen, például a legalacsonyabb hőmérsékletet a Földön: -89,2 °C az Antarktisz Vostok állomásán, 1983-ban mérve.