地球の大気の大循環

太陽は地球の主なエネルギー源です。このエネルギーは宇宙を伝わり、雲、大気ガス、地表と相互作用し、吸収、反射、分散、または伝達されます。しかし、このエネルギーは地球上に均等に分布していません（惑星の回転軸の傾きとその曲率のため）。

地球の熱帯地域はより多くのエネルギーを受け取るため、過剰な熱（宇宙に失うよりも多くのエネルギーを吸収する）があり、一方、極地はより少ないエネルギーを受け取り、熱不足（宇宙に失うよりも少ないエネルギーを吸収する）があります。地球の極と熱帯地域の間のこの温度変化 (温度勾配とも呼ばれます)が、地球規模の大気循環パターンの原因です。

地球循環は、熱帯と極の緯度の間で熱を輸送する世界規模の風のシステムとして説明できます。この熱輸送がなければ、極地はますます寒くなり、熱帯地方はますます暑くなるでしょう。

各半球には 3 つのセル (ハドレー セル、フェレル セル、極セル) があり、その中で空気が対流圏 (地表から大気の垂直方向の広がり、高さ 10 ～ 15 km まで) の深さ全体にわたって循環します。の気象現象が発生します）

地球の自転の結果、各セルにはそれに関連する支配的な風があり、またジェット気流もあり、これらはすべてコリオリ効果と呼ばれるものの影響を受けます。コリオリ効果は、各半球の風の方向 (北半球では右、南半球では左) を変える擬似的な力です。これは、低気圧の領域の周りで空気が特定の方向に移動する理由と、貿易風が存在する理由を説明します。

これらは最大のセルであり、赤道から南北 30 度まで広がっています。それらはイギリスの気象学者ジョージ・ハドレーにちなんでハドレー細胞と呼ばれています。ハドリーセル内では、貿易風が両半球の赤道に向かって吹きます。それらが出会うと、嵐雲の列のように収束して上昇し、熱帯収束帯(ITCZ) を形成します。これらの嵐の頂上から、空気は高緯度に流れ、そこで沈み、世界中の亜熱帯の海洋や北アフリカのサハラ砂漠などの熱い砂漠に高圧の領域を生み出します。

フェレル セルとして知られる中緯度のセルでは、空気は低高度 (南北緯度約 60 度) で集まり、冷たい極地の空気と暖かい亜熱帯の空気の境界に沿って上昇します。フェレルセル内の循環は、高地で熱帯に向かう空気の戻りの流れによって複雑になり、そこでハドリーセルからの沈降空気と合流します。フェレル セルは、他の 2 つのセル (ハドレー セルとポーラー セル) とは逆方向に移動し、歯車のように機能します。

最も小さく最も弱い細胞は極細胞であり、南北 60 ～ 70 度の間で極まで広がっています。これらの細胞内の空気は高緯度で沈み、地表の低緯度に流れます。