大气环流在情理之中
就像哈德利细胞,低和高气压中心中期的特征纬度是的表现需要热量向极移动,以补偿和低辐射平衡高纬度地区(图。4)。虽然不如热带气旋壮观,中纬度天气系统传输大量的热量——一个旅行抑郁症可能转移10 - 100倍的热量经由一个热带气旋。
从长远来看,如果没有给定的纬度带加热,热量必须运输向南极的纬度。在一个理想化的,地球旋转,这可以通过一个简单的大气环流模式在表面刮从极地高压赤道低在赤道,热空气上升,回到两极对流层顶部的完成对流室(见图2.4)。
然而,由于地球是旋转和移动流体倾向于形成涡流,这个简单的系统不能运作。科里奥利力引起阻碍风在北半球向右偏转,在南半球向左,所以收购一个东风组件在两个半球——正如我们所看到的,交易风吹从东南部和东北部向赤道。但科里奥利力随纬度,从零在赤道在两极最大,因此,尽管风偏转在低纬度地区相对较少,在高纬度地区的偏转程度更大。科里奥利力和固有的不稳定气流一起导致大气涡旋的生成。这些都是经济萧条和反气旋所以熟悉那些生活在温带地区。他们的主要身体滑向接近水平的,后与近乎垂直或倾斜的,循环模式哈德利环流低纬度地区。
在继续之前,我们应该简要总结描述大气漩涡中使用的约定。各处室低压中心,是否在北半球(逆时针方向)的地方或在南半球(顺时针),被称为气旋(或低点,或萧条)。空气螺旋的方式和在气旋环流示意图见图2.5 (a)。各处室高压中心(顺时针在北半球,
图2.5原理图来说明(a)空气螺旋向内,向上在低压领域(飓风)和(b)空气螺旋向下和向外高压地区(反气旋)(对于北半球情况绘制)。轮廓的等压线(连结点行等于大气压力)和数字给典型的压力在地面上,在毫巴。注意,这里的角度的气流穿过等压线有点夸大了。~ 1公里内的地球表面,气流会交叉在小角度等压线,虽然上面,将遵循等压线很密切。
图2.5图示意图来说明(a)空气螺旋向内,向上在低压领域(飓风)和(b)空气螺旋向下和向外高压地区(反气旋)(对于北半球情况绘制)。轮廓的等压线(连结点行等于大气压力)和数字给典型的压力在地面上,在毫巴。注意,这里的角度的气流穿过等压线有点夸大了。~ 1公里内的地球表面,气流会交叉在小角度等压线,虽然上面,将遵循等压线很密切。
逆时针方向在南半球,空气螺旋向下和向外,被称为反气旋(图2.5 (b))。
如果你研究图2.5 (a),您将看到气流的方向是这样的压力梯度(代理从高到低的压力,在直角等压线)左边的流动方向,科里奥利力相反的方向,(因为这是北半球)右边的方向流动。也是如此的反气旋在图2.5 (b),虽然这里的压力梯度作用向外和向内科里奥利力。如果之间的平衡压力梯度力和科里奥利力是确切的,风会吹等压线。如第一章中所述,这种类型的流体称为地转。如果你研究天气的图表,你会看到,从气旋和反气旋中心气流通常地转,或几乎如此,风箭等压线平行或交叉在小角度。地转流在海洋中也很重要,因为将在第三章变得清晰。
在大气中,cat) mill-latitude气旋和反气旋导致热量的向极运输吗?
北极低低高很高
图2.6高度示意图显示了向极在大气中传输的热量通过中纬度漩涡(气旋和反气旋)。
气团与相邻的混合空气质量以及它们之间热量交换。例如,周围的空气向北移动一个北半球风暴或反气旋将运输向极相对温暖空气,而空气返回朝赤道方向将被冷却。这可能是比作浴水的激动人心的鼓励的效果从水龙头热水到达的远端浴,和示意图见图2.6。
混合发生在不同的尺度。温暖的西风和极地之间东风或多或少,都有一个永久边界地区称为极面(图2.2 (b))。流动在高水平以及极地的极限西风是快气流被称为极地急流。数天或数周,这可能只是向东旅行世界各地,但它往往开发大规模的起伏。因此,舌头温暖的空气可以穿透高纬度地区,又冷极地气团可能被孤立在纬度相对较低(图2.7 (a))。
高空西风急流轴
高空西风急流轴
图2.7 (一)原理图显示后期(1、2)的发展起伏在北方极地急流,流动的对流层顶附近10公里以上的高度。cf。图2.2 (b))。同时,飓风(或者萧条,这里显示的漩涡云)形式下射流的poleward-flowing部分,和反气旋(图中未显示)形式equatorward-flowing以下部分。为了清晰起见,我们省略了副热带高压而中纬度地区和哈德利环流在低纬度地区。
(b)的卫星photomosaic南半球云层显示1983年4月的一天(即在南方冬季)。poleward-trending下面的气旋风暴,开发部分的急流意味着它的起伏的路径显示的云模式。在比较云漩涡和极地高空急流的路径所示(一个),记住,在南半球空气移动时针近极的低点。
ob没有厘米
在极地射流发展的起伏被称为罗斯比波,他们总是向西旅行世界各地。原因之后会变得清晰(第5章)。小波在极面往往发展为反气旋equatorward-flowing以下部分的急流,进入气旋(如图2.7 (a))云螺旋poleward-trending以下部分的流。通常被称为萧条,这些低压系统是常见的天气的特点东北大西洋地区的图表。整体效果是热量传递向极(图2.8)。
极地空气热带空气热带空气
(¡vi极性从极地
图2.8 (a)在发展阶段的北半球中纬度气旋(抑郁症),显示它如何有助于向极传输的热量。淡紫色乐队代表了倾斜的额边界,暖空气覆盖一个楔形的冷空气(如图2.2 (b)所示)。额边界可以从50公里到200多公里。前面的那个部分,寒冷的空气推进被称为冷锋,这一部分热空气推进,一个温暖的前面。他们结合的地方,一个锢囚锋的结果。
(b)大西洋北部的典型气象图/欧洲西北部(1999年10月31日),显示出波在极面发展成低压系统。沉重的线是温暖和寒冷的空气质量满足,和这些线表示的符号前面是否温暖或冷(cf()),或者一个组合(即闭塞)。
现在我们继续考虑大气中的热量重新分配,通过主要的垂直运动。
继续阅读:大气中垂直对流
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