Transport Panas dan Sirkulasi Umum

Bagaimana atmosfer dan lautan memindahkan panas dari daerah tropis yang kaya energi menuju kutub, mengatur sabuk angin dan arus planet.

Definition

Transport panas meridional adalah fluks bersih energi ke arah kutub yang dibawa oleh atmosfer dan lautan, dan sirkulasi umum adalah sistem angin dan arus berskala planet yang, di antara hal-hal lain, melaksanakan transportasi ini.

Scope

Topik ini mencakup transportasi energi ke arah kutub yang mengkompensasi ketidakseimbangan radiasi lintang, dan sistem sirkulasi yang melaksanakannya: sel Hadley tropis, pusaran dan jet stream lintang tengah, serta arus laut yang digerakkan angin dan arus balik. Ini membahas berapa banyak panas yang dibawa oleh setiap komponen, bagaimana pembagian antara atmosfer dan lautan bervariasi dengan lintang, dan bagaimana sirkulasi umum menetapkan pola luas zona iklim.

Core questions

• Mengapa sistem iklim harus mengangkut panas ke arah kutub?
• Bagaimana transport dibagi antara atmosfer dan lautan?
• Sistem sirkulasi apa yang membawa energi pada lintang yang berbeda?
• Bagaimana transport panas membentuk distribusi zona iklim?

Key theories

Ketidakseimbangan radiasi dan transport yang diperlukan

Karena daerah tropis menyerap lebih banyak energi surya daripada yang dipancarkannya sementara lintang tinggi memancarkan lebih banyak daripada yang diserapnya, sistem iklim harus mengangkut energi ke arah kutub, dengan total yang diperlukan ditetapkan oleh anggaran radiasi.

Pembagian antara atmosfer dan lautan

Atmosfer mendominasi transport ke arah kutub di lintang tengah melalui pusaran dan sirkulasi Hadley, sementara lautan membawa bagian besar di daerah tropis melalui arus yang digerakkan angin dan arus balik.

Mechanisms

Surplus energi surya yang diserap di daerah tropis dan defisit di lintang tinggi menciptakan gradien suhu yang mendorong sirkulasi. Sel Hadley membawa energi keluar dari daerah tropis, pusaran baroklinik dan jet stream mengangkutnya melintasi lintang tengah, dan arus laut memindahkan air hangat ke arah kutub serta air dingin ke arah khatulistiwa, bersama-sama mengirimkan panas yang dibutuhkan untuk menyeimbangkan defisit radiasi di lintang tinggi.

Clinical relevance

Transport panas menentukan kontras suhu antara khatulistiwa dan kutub serta lokasi jalur badai dan zona kering, sehingga perubahannya di bawah pemanasan membentuk kembali iklim regional dan cuaca ekstrem.

History

Pemahaman tentang sirkulasi umum berkembang dari konsepsi Hadley dan Ferrel tentang sel-sel pembalik hingga pengakuan pertengahan abad kedua puluh, melalui karya Starr, Lorenz, dan lainnya, bahwa pusaran lintang tengah mendominasi transport panas atmosfer; data radiasi satelit dan pengamatan laut kemudian mengukur pembagian antara atmosfer dan lautan.

Debates

Bagian atmosfer versus lautan dalam transport panas tropis

Kontribusi relatif lautan terhadap transport energi ke arah kutub, terutama di daerah tropis, telah disempurnakan seiring dengan peningkatan pengukuran laut langsung dan sisa anggaran radiasi.

Key figures

• Abraham Oort
• Kevin Trenberth
• Edward Lorenz
• Victor Starr

Seminal works

• peixotooort1992
• trenberthcaron2001

Frequently asked questions

Mengapa iklim perlu mengangkut panas?

Daerah tropis menyerap jauh lebih banyak sinar matahari daripada yang dipancarkannya sementara kutub memancarkan lebih banyak daripada yang diserapnya, jadi tanpa transport ke arah kutub, daerah tropis akan terus menghangat dan kutub mendingin.

Apakah lautan atau atmosfer yang membawa lebih banyak panas ke arah kutub?

Atmosfer membawa sebagian besar panas di lintang tengah dan tinggi, sementara lautan membawa bagian yang sebanding atau lebih besar di daerah tropis.