انتقال گرما و گردش عمومی
چگونگی انتقال گرما توسط اتمسفر و اقیانوس از مناطق گرمسیری غنی از انرژی به سمت قطبین، و سازماندهی کمربندهای بادی و جریانهای سیارهای.
Definition
انتقال گرمای نصفالنهاری، شار خالص انرژی به سمت قطبین است که توسط اتمسفر و اقیانوس حمل میشود، و گردش عمومی، سیستم بادی و جریانی در مقیاس سیارهای است که از جمله کارهای دیگر، این انتقال را انجام میدهد.
Scope
این موضوع به انتقال انرژی به سمت قطبین میپردازد که عدم تعادل عرض جغرافیایی تابش را جبران میکند، و سیستمهای گردشی که این کار را انجام میدهند: سلولهای هادلی گرمسیری، گردابهها و جریانهای جت عرضهای میانی، و جریانهای اقیانوسی ناشی از باد و واژگونی. این موضوع به میزان گرمای حمل شده توسط هر جزء، چگونگی تغییر تقسیم بین اتمسفر و اقیانوس با عرض جغرافیایی، و چگونگی تعیین الگوی کلی مناطق آب و هوایی توسط گردش عمومی میپردازد.
Core questions
- چرا سیستم اقلیمی باید گرما را به سمت قطبین منتقل کند؟
- چگونه انتقال بین اتمسفر و اقیانوس تقسیم میشود؟
- کدام سیستمهای گردشی انرژی را در عرضهای جغرافیایی مختلف حمل میکنند؟
- چگونه انتقال گرما توزیع مناطق آب و هوایی را شکل میدهد؟
Key theories
- عدم تعادل تابشی و انتقال مورد نیاز
- از آنجا که مناطق گرمسیری انرژی خورشیدی بیشتری نسبت به آنچه تابش میکنند جذب میکنند، در حالی که عرضهای جغرافیایی بالا بیشتر از آنچه جذب میکنند تابش میکنند، سیستم اقلیمی باید انرژی را به سمت قطبین منتقل کند، با کل مورد نیاز که توسط بودجه تابش تعیین میشود.
- تقسیم بین اتمسفر و اقیانوس
- اتمسفر از طریق گردابهها و گردش هادلی بر انتقال به سمت قطبین در عرضهای میانی غالب است، در حالی که اقیانوس سهم بزرگی را در مناطق گرمسیری از طریق جریانهای ناشی از باد و واژگونی حمل میکند.
Mechanisms
مازاد انرژی خورشیدی جذب شده در مناطق گرمسیری و کمبود آن در عرضهای جغرافیایی بالا، گرادیان دمایی ایجاد میکند که باعث گردش میشود. سلولهای هادلی انرژی را از مناطق گرمسیری خارج میکنند، گردابههای باروکلینیک و جریانهای جت آن را در عرضهای میانی منتقل میکنند، و جریانهای اقیانوسی آب گرم را به سمت قطبین و آب سرد را به سمت استوا حرکت میدهند، که همگی با هم گرمای لازم برای تعادل کسری تابش در عرضهای جغرافیایی بالا را تأمین میکنند.
Clinical relevance
انتقال گرما، تضاد دمایی بین استوا و قطبین و مکان مسیرهای طوفانی و مناطق خشک را تعیین میکند، بنابراین تغییرات در آن تحت گرمایش، آب و هوای منطقهای و پدیدههای شدید آب و هوایی را بازشکل میدهد.
History
درک گردش عمومی از مفاهیم هادلی و فرل در مورد سلولهای واژگونی تا شناسایی در اواسط قرن بیستم، از طریق کار استار، لورنز و دیگران، که گردابههای عرضهای میانی بر انتقال گرمای اتمسفری غالب هستند، پیشرفت کرد؛ دادههای تابش ماهوارهای و مشاهدات اقیانوسی بعداً تقسیم بین اتمسفر و اقیانوس را کمیسازی کردند.
Debates
- سهم اتمسفر در مقابل اقیانوس در انتقال گرمای گرمسیری
- سهم نسبی اقیانوس در انتقال انرژی به سمت قطبین، به ویژه در مناطق گرمسیری، با بهبود اندازهگیریهای مستقیم اقیانوسی و باقیماندههای بودجه تابش، دقیقتر شده است.
Key figures
- Abraham Oort
- Kevin Trenberth
- Edward Lorenz
- Victor Starr
Related topics
Seminal works
- peixotooort1992
- trenberthcaron2001
Frequently asked questions
- چرا اقلیم نیاز به انتقال گرما دارد؟
- مناطق گرمسیری بسیار بیشتر از آنچه ساطع میکنند نور خورشید جذب میکنند، در حالی که قطبین بیشتر از آنچه جذب میکنند ساطع میکنند، بنابراین بدون انتقال به سمت قطبین، مناطق گرمسیری به گرم شدن و قطبین به سرد شدن ادامه خواهند داد.
- آیا اقیانوس یا اتمسفر گرمای بیشتری را به سمت قطبین حمل میکند؟
- اتمسفر بیشتر گرما را در عرضهای میانی و بالا حمل میکند، در حالی که اقیانوس سهم قابل مقایسه یا بزرگتری را در مناطق گرمسیری حمل میکند.