En idealisert syn på tre store opplag celler som viser overflaten vind
Vertikal hastighet på 500 hPa, juli gjennomsnitt. Stigning (negative verdier) er konsentrert nær solar ekvator; avstamning (positive verdier) er mer diffuse, men også skjer hovedsakelig i Hadley-cellen.
vinden belter girdling planeten er organisert i tre celler i hver halvdel—den Hadley-cellen, den Ferrel celle, og polar cell., Disse cellene finnes i både nordlige og sørlige halvkule. Det aller meste av den atmosfæriske bevegelser oppstår i Hadley-cellen. Det høye trykket systemer som virker på Jordens overflate er balansert av lavtrykk andre steder. Som et resultat, er det en balanse av kreftene som virker på Jordens overflate.
hesten breddegrader er et område med høyt trykk på ca 30° til 35° breddegrad (nord eller sør), der vind avviker i tilstøtende soner av Hadley eller Ferrel celler, og som vanligvis har svak vind, solskinn og lite nedbør.,
Hadley cellEdit
ITCZ ‘ s band av skyer over det Østlige Stillehavet og sør-Amerika som sett fra verdensrommet
Den atmosfæriske sirkulasjon mønster som George Hadley beskrevet var et forsøk på å forklare passatvindene. Den Hadley-cellen er en lukket sirkulasjon loop som begynner ved ekvator. Det, fuktige luften blir varmet av Jordens overflate, med en nedgang i tetthet og stiger. En lignende air masse opp på den andre siden av ekvator styrker de stigende luft massene til å flytte poleward., Den stigende luften skaper et lavtrykk sone nær ekvator. Som luft beveger seg poleward, det blir avkjølt, blir tettere, og ned på om den 30. parallelt, og skaper en høytrykks-området. De nedstammet air reiser deretter mot ekvator langs overflaten, skifte ut luften som steg fra ekvatorial-sone, å lukke sløyfen av Hadley-cellen. Den poleward bevegelse av luft i den øvre delen av troposfæren avviker mot øst, forårsaket av coriolis akselerasjon (en manifestasjon av bevaring av drivmoment)., På bakkenivå, men bevegelsen av luft mot ekvator i den nedre troposfæren avviker mot vest, og produserer en vind fra øst. Vinden som strømmer til vesten (fra øst, østlig vind) på bakkenivå i Hadley-cellen kalles Passatvindene.
selv Om Hadley-cellen er beskrevet som ligger ved ekvator, på den nordlige halvkule, det skifter til høyere breddegrader i juni og juli, og mot lavere breddegrader i desember og januar, som er et resultat av Solens oppvarming av overflaten., Den sonen der den største oppvarming finner sted kalles «termisk ekvator». Som den sørlige halvkule sommeren er desember til Mars, bevegelsen av termisk ekvator til høyere sørlige breddegrader som finner sted da.
The Hadley-systemet gir et eksempel på en termisk direkte sirkulasjon. Kraften av Hadley system, anses som en varme motoren, er anslått til 200 terawatts.
Ferrel cellEdit
en Del av luften stiger ved 60° breddegrad avviker i stor høyde mot polene og skaper polar cell., Resten beveger seg mot ekvator hvor det kolliderer på 30° breddegrad med høyt nivå luft av Hadley-cellen. Det avtar, og styrker det høye trykket rygger under. En stor del av den energi som driver Ferrel celle er gitt av polar-og Hadley cellene som sirkulerer på hver side og som drar Ferrel celle med det. Den Ferrel celle, teoretisert av William Ferrel (1817-1891), er derfor en sekundær sirkulasjon funksjonen, hvis eksistens avhenger av Hadley og polar celler på hver side av det. Det kan være tenkt som en eddy opprettet av Hadley-og polar-celler.,
luften av Ferrel celle som går ned på 30° breddegrad returnerer poleward på bakkenivå, og som det gjør, så det avviker mot øst. I den øvre atmosfæren av Ferrel celle, luften beveger seg mot ekvator avviker mot vest. Begge disse avvik, som i tilfelle av Hadley-og polar-celler, er drevet av bevaring av drivmoment. Som et resultat, akkurat som den østligste Trade Winds er funnet under Hadley-cellen, den Westerlies er funnet under Ferrel celle.,
Ferrel celle er svak, fordi det verken har en sterk kilde til varme eller en sterk vasken, slik at luftstrømmen og temperaturer innenfor det som er variabel. For denne grunn, midt-breddegrader er noen ganger kjent som «sone med å blande.»The Hadley-og polar-celler er virkelig lukkede sløyfer, den Ferrel celle er ikke, og forteller punktet er i Westerlies, som er mer formelt kjent som «den Rådende Westerlies.,»Den østligste Trade Winds og polar easterlies har ingenting der å gjelde, som deres foreldre sirkulasjon celler er sterk nok, og møte noen hindringer, enten i form av massive terreng funksjoner eller høyt trykk soner. Den svakere Westerlies av Ferrel celle, kan imidlertid bli forstyrret. Den lokale passering av en kaldfront kan endre det i løpet av minutter, og ofte gjør. Som et resultat, på overflaten, vinden kan variere brått retning. Men vindene over overflaten, hvor de er mindre forstyrret av terreng, er i hovedsak vestlig., Et lavtrykk sone ved 60° breddegrad som beveger seg mot ekvator, eller en høytrykks-sone på 30° breddegrad som beveger seg poleward, vil akselerere Westerlies av Ferrel celle. En sterk høy, flytte polewards kan bringe vestlige vinder for dager.
Ferrel systemet fungerer som en varmepumpe med en virkningsgrad 12.1, forbruk av kinetisk energi fra Hadley og polare systemer på en omtrentlig pris på 275 terawatts.
Polar cellEdit
polar cell er et enkelt system med sterk konveksjon drivere., Selv om kjølige og tørre forhold til ekvatorial-luft, luft massene på 60-parallell er fortsatt tilstrekkelig varm og fuktig til å gjennomgå konveksjon og drive en termisk loop. På 60 -, parallell, luft stiger til tropopause (ca 8 km på denne breddegraden) og beveger seg poleward. Som det gjør så, øvre-nivå air masse avviker mot øst. Når luften når de polare områder, det har avkjølt ved stråling i verdensrommet og er betydelig tyngre enn den underliggende luft. Det går ned, og skaper et kaldt, tørt høy-press-området., I polar overflate nivå, masse av luft er drevet bort fra polpunktet mot 60 parallelt, skifte ut luften som steg der, og polar sirkulasjon celle er fullført. Som luft på overflaten beveger seg mot ekvator, den avviker vestover. Igjen, avvik i luften massene er resultatet av Coriolis-effekten. Luften flyter på overflaten, kalles den polare easterlies, som strømmer fra nordøst til sørvest i nærheten av nordpolen og fra sørøst til nordvest i nærheten av sydpolen.,
utstrømming av air masse fra cellen skaper harmoniske bølger i atmosfæren kjent som Rossby-bølger. Disse ultra-lange bølger finne banen til polar jet stream, som reiser innenfor overgangsperioden sone mellom tropopause og Ferrel celle. Ved å opptre som en kjøleribbe, polar cell flytter rikelig med varme fra ekvator mot polare strøk.
The Hadley-cellen og polar cell er like i at de er termisk direkte; med andre ord, de eksisterer som en direkte konsekvens av overflatetemperaturer. Deres termiske egenskaper-stasjonen været i deres domene., Det store volumet av energi at Hadley-cellen transporter, og dybden av varmeavlederen som finnes innenfor polar cell, sikrer at forbigående værfenomener ikke bare har ubetydelig effekt på systemer som helhet, men, unntatt under særlige omstendigheter — de gjør ikke form. Den uendelige kjeden av bestått oppturer og nedturer som er en del av hverdagen for midt-latitude-beboerne, under Ferrel celle på breddegrader mellom 30 og 60° breddegrad, er ukjent over 60 og under den 30. paralleller., Det er noen viktige unntak fra denne regelen; over Europa, ustabile været strekker seg til minst 70 parallelle nord.
polar cell, terreng, og Katabatic vind i Antarktis kan skape svært kalde forhold på overflaten, for eksempel den laveste temperaturen som er registrert på Jorden: -89.2 °C ved Vostok-Stasjonen i Antarktis, målt 1983.