Komórka Hadleya
Z Wikipedii
Komórka Hadleya opisuje wielkoskalową cyrkulację powietrza w atmosferze tropikalnej. Cyrkulacja w komórce Hadleya umożliwia bezpośredni transport ciepła z atmosfery równikowej do szerokości podzwrotnikowych.
Spis treści |
[edytuj] Ogólna struktura
Transport odbywa się poprzez ruchy wstępujące w atmosferze równikowej związane z silnym ogrzewaniem podłoża a następnie transporcie powietrza w kierunku biegunów w górnych warstwach troposfery (na 12-18 km). Ponieważ całkowita masa powietrza w atmosferze nie zmienia się, to musi następować transport w kierunku równika przy powierzchni ziemi (inaczej na równiku zabrakłoby powietrza). Ten ruch przy powierzchni ziemi nazywamy wiatrami pasatowymi. Przez wieki był wykorzystywany przez żaglowce. Z zasady zachowania masy wynika, że powietrze transportowane w górnych warstwach musi gdzieś osiadać i dzieje się tak w obszarach podzwrotnikowych. Osiadanie powietrza, czyli ruch zstępujący, jest związane z obszarami pustynnymi, brakiem chmur, lub chmurami stratocumulus nad oceanami. W obszarach równikowych wstępująca część komórki Hadleya związana jest często z głęboką konwekcją, burzami, i opadami. Ta część komórki Hadleya nazywa się wewnątrztropikalną strefą konwergencji (ang. intertropical convergence zone - ITCZ). Dodatkowym czynnikiem jest siła Coriolisa, która powoduje, że wiatry pasatowe wieją z północnego wschodu. Komórka Hadleya ma strukturę północno-południową wywołaną przez gradient temperatury, ale wiatry są modulowane przez siłę Coriolisa. Komórka Hadleya jest bezpośrednią odpowiedzią na różnice w ilości energii słonecznej dochodzącej do ziemi na równiku a obszarami oddalonymi od równika. Jednym z podstawowych pytań ogólnej dynamiki atmosfery jest dlaczego komórka Hadleya nie rozciąga się aż do obszarów biegunowych. Jednym z powodów jest to, że wymiana ciepła związana z układami frontalnymi jest bardziej efektywna w wymianie ciepła pomiędzy obszarami podzwrotnikowymi a obszarami biegunowymi. Cyrkulację Hadleya opisał we wczesnych latach XVII wieku George Hadley, brytyjski prawnik i amator meteorolog. Hadley pierwszy zrozumiał rolę siły Coriolisa i wytłumaczył wschodnią składową wiatru w pasatach. Podobny opis dał John Dalton, wiele lat później.
[edytuj] Sezonowe zachowanie komórki Hadleya
Tropikalna strefa konwergencji powietrza (ang. Intertropical Convergence Zone, w skrócie ITCZ) porusza się z ruchem słońca i jest przesunięta na północ w lecie a na południe od równika w zimie. Istnieją sytuacje, w których ITCZ jest obserwowana po obu stronach równika. Ze strefą konwergencji związane są też cyklony tropikalne, oscylacje Maddena-Juliana, a nawet zjawisko monsunu. ITCZ nie jest jednorodną komórka i często ulega lokalnemu rozpadowi. Na zdjęciach satelitarnych nigdy nie obserwuje się jednorodnej struktury chmur rozłożonych równoleżnikowo, ale zdjęcia satelitarne uśrednione po miesiącu są bardziej zbliżone do idealnej komórki Hadleya.
[edytuj] Struktura chmur w komórce Hadleya
W zstępującej części komórki Hadleya, w osiadającym powietrzu, tworzy się inwersja osiadania. Z tą inwersją związane są chmury stratocumulus, rozległe układy chmur obserwowane po wschodniej stronie oceanów. Inwersja osiadania w strefie podzwrotnikowej jest niska, około 2 km nad powierzchnią oceanu, i ta wysokość limituje wysokość stratocumulusa. Lecąc od strefy podzwrotnikowej, powiedzmy od 35N lub 35S, w stronę równika obserwowalibyśmy stopniowy wzrost inwersji osiadania i rozpad solidnych chmur stratocumulus na chmury o strukturze konwekcyjnej – chmury cumulus związane z wiatrami pasatowymi, dolatując do równika obserwator zobaczy coraz głębszą konwekcję obszaru konwergencji wewnątrztropikalnej, czyli chmury cumulonimbus lub cumulus congestus.
Południowo-północna komórka Hadleya nie jest jedyną komórką w atmosferze tropikalnej. Inną cyrkulacją jest nałożona na komórkę Hadleya komórka zonalna (wschód-zachód), nazywana też komórką Walkera.
[edytuj] El Nino
Wiatry pasatowe wiejące z północnego wschodu na półkuli północnej i z południowego wschodu na półkuli południowej powodują, że na zachodnim Pacyfiku w obszarach równikowych spiętrza się woda. Jest to jeden z niezbędnych prekursorów zjawiska El Nino, które wobec tego zależy od cyrkulacji Hadleya. Jednak El Nino jest przykładem, że komórka Hadleya jest tylko wyidealizowanym opisem, a sezonalne, wewnątrzsezonalne, i pomiędzyletnie zmiany w jej strukturze są znaczące.
