الدورة العامة للغلاف الجوي
في المتوسط، على مدار أحوال الطقس والفصول، يستقر الغلاف الجوي في نمط عالمي متكرر من الخلايا الانقلابية، والرياح التجارية، والتيارات النفاثة التي تعيد توزيع الحرارة من المناطق المدارية نحو القطبين.
Definition
الدورة العامة هي التدفق واسع النطاق للغلاف الجوي العالمي، والمُتوسط إحصائيًا، والذي يشمل الخلايا الزوالية المتوسطة، والرياح السطحية السائدة، والتيارات النفاثة في المستويات العليا التي تنقل معًا الطاقة والزخم الزاوي عبر خطوط العرض.
Scope
يغطي هذا الموضوع البنية الزمنية والمُتوسطة حسب خطوط العرض للغلاف الجوي العالمي، بما في ذلك خلايا هادلي، وفيريل، والخلايا القطبية، والرياح التجارية، والرياح الغربية لخطوط العرض الوسطى، والتيارات النفاثة شبه المدارية والجبهة القطبية، ودور الدوامات في نقل الحرارة والزخم.
Core questions
- ما الذي يؤدي إلى نشأة الرياح التجارية، والرياح الغربية، والرياح الشرقية القطبية؟
- كيف تقوم خلايا هادلي، وفيريل، والخلايا القطبية بقلب الغلاف الجوي؟
- كيف تتقاسم الخلايا المتوسطة والدوامات العابرة مهمة نقل الحرارة نحو القطب؟
- ما الذي يحدد موقع وقوة التيارات النفاثة؟
Key theories
- دورة هادلي
- يؤدي التسخين الشمسي الشديد بالقرب من خط الاستواء إلى حركة صاعدة وخلية انقلابية موجهة حرارياً، حيث ينتج فرعها العلوي المتجه نحو القطب، والذي ينحرف بفعل الدوران، التيار النفاث شبه المداري والرياح التجارية على السطح.
- الدورة المدفوعة بالدوامات في خطوط العرض الوسطى
- في المناطق خارج المدارية، تقوم الدوامات الباروكلينية بدلاً من خلية انقلابية بسيطة بمعظم عمليات نقل الحرارة والزخم نحو القطب، مما يحافظ على الرياح الغربية السطحية والتيار النفاث للجبهة القطبية المدفوع بالدوامات.
Mechanisms
يؤدي التسخين الشمسي غير المتكافئ إلى تدفئة المناطق المدارية أكثر من القطبين، ويستجيب الغلاف الجوي بنقل الطاقة نحو القطب. في المناطق المدارية، يحدث هذا من خلال خلايا هادلي الموجهة حرارياً، والتي تحافظ فروعها العلوية على الزخم الزاوي لتشكيل التيارات النفاثة شبه المدارية، وتخلق فروعها الهابطة الصحاري شبه المدارية. في خطوط العرض الوسطى، تقوم الدوامات الباروكلينية بمعظم عمليات النقل، مما يدعم الرياح الغربية السطحية، وخلية فيريل، والتيار النفاث للجبهة القطبية، بينما تكمل الخلايا القطبية الضعيفة النمط.
Clinical relevance
تحدد الدورة العامة مناطق المناخ على الكوكب، ومواقع الصحاري وأحزمة الأمطار، والرياح السائدة التي تشكل التجارة والطيران، ومسارات العواصف التي تنتقل على طولها أنظمة الطقس، مما يجعلها الخلفية التي يُفهم على أساسها جميع الطقس والمناخ الإقليمي.
History
اقترح جورج هادلي خلية انقلابية مدارية واحدة في عام 1735 لشرح الرياح التجارية؛ وأضاف ويليام فيريل خلية في خطوط العرض الوسطى في القرن التاسع عشر، وأسس العمل الرصدي والنظري في القرن العشرين، بما في ذلك تركيب لورنز وتحليل ستار لتدفقات الدوامات، الصورة الحديثة المدركة للدوامات للدورة العامة.
Key figures
- George Hadley
- William Ferrel
- Edward Lorenz
- Victor Starr
Related topics
Seminal works
- wallace2006
- vallis2017
Frequently asked questions
- لماذا توجد صحاري حول خط عرض 30 درجة؟
- يهبط الفرع الهابط لخلية هادلي بالقرب من خط عرض 30 درجة، مما يؤدي إلى تدفئة وتجفيف الهواء، وهو ما يمنع تكون السحب وهطول الأمطار وينشئ أحزمة الصحاري شبه المدارية الكبرى.
- ما الذي يدفع الرياح الغربية السائدة في خطوط العرض الوسطى؟
- تنقل الدوامات الباروكلينية، وهي المرتفعات والمنخفضات المتنقلة لطقس خطوط العرض الوسطى، الزخم الذي يحافظ على الرياح الغربية السطحية والتيار النفاث المدفوع بالدوامات، لذا فإن الرياح الغربية تُدعم بواسطة أنظمة الطقس نفسها.