Uma visão idealizada de três de grande circulação de células mostrando ventos de superfície
velocidade Vertical, em 500 hPa, de julho de média. A ascensão (valores negativos) é concentrada perto do equador solar; A descida (valores positivos) é mais difusa, mas também ocorre principalmente na célula de Hadley.
os cinturões de vento que rodeiam o planeta estão organizados em três células em cada hemisfério—a célula de Hadley, a célula de Ferrel e a célula polar., Essas células existem nos hemisférios norte e sul. A maior parte do movimento atmosférico ocorre na célula de Hadley. Os sistemas de alta pressão que atuam na superfície da Terra são balanceados pelos sistemas de baixa pressão em outros lugares. Como resultado, há um equilíbrio de forças atuando na superfície da Terra.
as latitudes do cavalo são uma área de alta pressão a cerca de 30° a 35° latitude (norte ou sul), onde os ventos divergem para as zonas adjacentes de células Hadley ou Ferrel, e que tipicamente têm ventos leves, céus ensolarados e pouca precipitação.,
Hadley cellEdit
A ITCZ da banda de nuvens sobre o Leste do Pacífico e Américas, como visto a partir do espaço
A circulação atmosférica padrão que George Hadley descrito foi uma tentativa de explicar os ventos alísios. A célula de Hadley é um circuito fechado de circulação que começa no Equador. Lá, o ar úmido é aquecido pela superfície da Terra, diminui de densidade e sobe. Uma massa de ar semelhante que sobe do outro lado do equador força as massas de ar Em ascensão a moverem-se para a frente., O ar Em ascensão cria uma zona de baixa pressão perto do equador. À medida que o ar se move para a frente, arrefece, torna-se mais denso e desce cerca do paralelo 30, criando uma área de alta pressão. O ar descido então viaja em direção ao equador ao longo da superfície, substituindo o ar que subiu da zona equatorial, fechando o laço da célula de Hadley. O movimento poleiro do ar na parte superior da troposfera se desvia para o leste, causado pela aceleração de coriolis (uma manifestação de conservação do momento angular)., No nível do solo, no entanto, o movimento do ar em direção ao equador na troposfera inferior se desvia em direção ao oeste, produzindo um vento do leste. Os ventos que fluem para oeste (a partir do leste, Vento Leste) no nível do solo na célula de Hadley são chamados de ventos alísios.embora a célula de Hadley seja descrita como localizada no Equador, no hemisfério norte ela muda para latitudes mais altas em junho e julho e para latitudes mais baixas em dezembro e janeiro, o que é o resultado do aquecimento do sol da superfície., A zona onde ocorre o maior aquecimento é chamada de “Equador térmico”. Como o Verão do hemisfério sul é de dezembro a março, o movimento do equador térmico para latitudes mais altas do Sul ocorre então.
O sistema Hadley fornece um exemplo de uma circulação termicamente direta. A potência do sistema Hadley, considerado como um motor de calor, é estimada em 200 terawatts.
Ferrel cellEdit
parte do ar que sobe a 60° latitude diverge a alta altitude em direção aos pólos e cria a célula polar., O resto se move em direção ao equador, onde colide a 30° de latitude com o ar de alto nível da célula de Hadley. Lá, ele diminui e fortalece os cumes de alta pressão abaixo. Uma grande parte da energia que move a célula Ferrel é fornecida pelas células polares e Hadley circulando em ambos os lados e que arrastam a célula Ferrel com ele. A célula Ferrel, teorizada por William Ferrel (1817-1891), é, portanto, uma característica de circulação secundária, cuja existência depende das células Hadley e polar de ambos os lados. Pode ser pensado como um redemoinho criado pelas células Hadley e polares.,
o ar da célula de Ferrel que desce a 30° latitude retorna para o nível do solo, e como ele faz isso se desvia para o leste. Na atmosfera superior da célula Ferrel, o ar que se move em direção ao equador se desvia em direção ao oeste. Ambos os desvios, como no caso das células Hadley e polares, são impulsionados pela conservação do momento angular. Como resultado, assim como os ventos alísios orientais são encontrados abaixo da célula de Hadley, os Westerlies são encontrados sob a célula Ferrel.,
A célula de Ferrel é fraca, porque não tem uma fonte de calor forte nem uma bacia forte, de modo que o fluxo de ar e as temperaturas dentro dela são variáveis. Por esta razão, as latitudes médias são por vezes conhecidas como “zona de mistura”.”As células Hadley e polares são realmente loops fechados, a célula Ferrel não é, e o ponto Revelador está nos Westerlies, que são mais formalmente conhecidos como “os Westerlies prevalecentes”.,”Os ventos alísios orientais e os orientais polares não têm nada sobre o qual prevalecer, já que suas células de circulação progenitoras são fortes o suficiente e enfrentam poucos obstáculos, seja na forma de formações maciças de terreno ou zonas de alta pressão. Os Westervies mais fracos da célula Ferrel, no entanto, podem ser interrompidos. A passagem local de uma frente fria pode mudar isso em questão de minutos, e frequentemente muda. Como resultado, na superfície, os ventos podem variar abruptamente na direção. Mas os ventos acima da superfície, onde são menos interrompidos pelo terreno, são essencialmente a oeste., Uma zona de baixa pressão a 60° de latitude que se move em direção ao equador, ou uma zona de alta pressão a 30° de latitude que se move em direção a popa, irá acelerar as partes ocidentais da célula Ferrel. Uma estrela forte e em movimento pode trazer ventos do Oeste durante dias.o sistema Ferrel atua como uma bomba de calor com um coeficiente de desempenho de 12.1, consumindo energia cinética dos sistemas Hadley e polar a uma taxa aproximada de 275 terawatts.
cellEdit Polar
a célula polar é um sistema simples com fortes condutores de convecção., Apesar de frias e secas em relação ao ar equatorial, as massas de ar no paralelo 60 ainda são suficientemente quentes e úmidas para sofrer convecção e conduzir um circuito térmico. No paralelo 60, o ar sobe para a tropopausa (cerca de 8 km a esta latitude) e move-se para a frente. Ao fazê-lo, a massa de ar de nível superior desvia-se para leste. Quando o ar atinge as áreas polares, arrefeceu por radiação para o espaço e é consideravelmente mais denso do que o ar subjacente. Desce, criando uma área fria e seca de alta pressão., No nível da superfície polar, a massa de ar é levada para longe do Polo em direção ao paralelo 60, substituindo o ar que lá subiu, e a célula de circulação polar está completa. À medida que o ar na superfície se move em direção ao equador, ele se desvia para oeste. Novamente, os desvios das massas de ar são o resultado do efeito Coriolis. Os fluxos de ar na superfície são chamados de “pólos Orientais”, fluindo de Nordeste a sudoeste perto do polo norte e de sudeste a noroeste perto do Polo Sul.,
O fluxo de massa de ar da célula cria ondas harmônicas na atmosfera conhecida como ondas de Rossby. Estas ondas ultra-longas determinam o caminho da Corrente de jato polar, que viaja dentro da zona de transição entre a tropopausa e a célula Ferrel. Agindo como um dissipador de calor, a célula polar move o calor abundante do equador para as regiões polares.
A célula de Hadley e a célula polar são similares na medida em que são termicamente diretas; em outras palavras, elas existem como uma consequência direta das temperaturas da superfície. Suas características térmicas impulsionam o tempo em seu domínio., O volume de energia que a célula de Hadley transportes, e a profundidade, e o dissipador de calor contido dentro da célula polar, garante que transitória fenômenos climáticos, não só não têm efeito desprezível sobre os sistemas como um todo, mas, exceto sob circunstâncias incomuns, eles não fazem. A cadeia interminável de altos e baixos que faz parte do dia-a-dia dos habitantes da latitude média, sob a célula Ferrel, a latitudes entre 30 e 60° de latitude, é desconhecida acima da 60ª e abaixo dos 30º paralelos., Há algumas exceções notáveis a esta regra; sobre a Europa, clima instável se estende ao norte pelo menos o paralelo 70.a célula polar, o terreno e os ventos Katabáticos na Antártica podem criar condições muito frias na superfície, por exemplo a temperatura mais baixa registrada na Terra: -89,2 °C na estação Vostok na Antártica, medida em 1983.