대기 대순환

날씨와 계절에 걸쳐 평균적으로, 대기는 전 지구적인 전복 세포, 무역풍, 제트기류의 반복적인 패턴으로 정착하여 열대 지방의 열을 극지방으로 재분배합니다.

Definition

대기 대순환은 지구 대기의 통계적으로 평균된 대규모 흐름으로, 평균 자오선 순환, 지배적인 지표풍, 그리고 위도에 걸쳐 에너지와 각운동량을 함께 수송하는 상층 제트기류를 포함합니다.

Scope

이 주제는 해들리 순환, 페렐 순환, 극 순환 세포, 무역풍 및 중위도 편서풍, 아열대 및 한대 전선 제트기류, 그리고 열과 운동량을 수송하는 와류의 역할을 포함하여 지구 대기의 시간 및 경도 평균 구조를 다룹니다.

Core questions

• 무역풍, 편서풍, 극동풍은 무엇 때문에 발생합니까?
• 해들리 순환, 페렐 순환, 극 순환 세포는 어떻게 대기를 전복시킵니까?
• 평균 순환과 일시적인 와류는 어떻게 열을 극지방으로 수송하는 역할을 분담합니까?
• 제트기류의 위치와 강도를 결정하는 요인은 무엇입니까?

Key theories

해들리 순환

적도 부근의 강렬한 태양 복사열은 상승 운동과 열적으로 직접적인 전복 순환을 유발하며, 이 순환의 극 방향 상층부는 회전에 의해 편향되어 아열대 제트기류와 지표면의 무역풍을 생성합니다.

중위도의 와류 구동 순환

열대 외 지역에서는 단순한 전복 순환보다는 경압성 와류가 대부분의 극 방향 열 및 운동량 수송을 수행하여 지표 편서풍과 와류 구동 한대 전선 제트기류를 유지합니다.

Mechanisms

불균일한 태양 복사열은 극지방보다 열대 지방을 더 많이 가열하며, 대기는 에너지를 극지방으로 수송함으로써 반응합니다. 열대 지방에서는 열적으로 직접적인 해들리 순환을 통해 발생하는데, 이 순환의 상층부는 각운동량을 보존하여 아열대 제트기류를 형성하고, 하강부는 아열대 사막을 만듭니다. 중위도에서는 경압성 와류가 대부분의 수송을 담당하여 지표 편서풍, 페렐 순환, 한대 전선 제트기류를 유지하며, 약한 극 순환 세포가 이 패턴을 완성합니다.

Clinical relevance

대기 대순환은 지구의 기후대, 사막과 강우대의 위치, 상업과 항공을 형성하는 지배적인 바람, 그리고 기상 시스템이 이동하는 폭풍 경로를 설정하며, 모든 지역 날씨와 기후를 이해하는 배경이 됩니다.

History

조지 해들리(George Hadley)는 1735년에 무역풍을 설명하기 위해 단일 열대 전복 순환을 제안했습니다. 윌리엄 페렐(William Ferrel)은 19세기에 중위도 순환을 추가했으며, 로렌츠(Lorenz)의 종합과 스타(Starr)의 와류 플럭스 분석을 포함한 20세기의 관측 및 이론적 연구는 와류를 고려한 현대적인 대기 대순환의 모습을 확립했습니다.

Key figures

• George Hadley
• William Ferrel
• Edward Lorenz
• Victor Starr

Seminal works

• wallace2006
• vallis2017

Frequently asked questions

위도 30도 부근에 사막이 있는 이유는 무엇입니까?

해들리 순환의 하강부는 위도 30도 부근에서 하강하여 공기를 따뜻하고 건조하게 만들고, 이는 구름과 강우를 억제하여 거대한 아열대 사막 지대를 형성합니다.

중위도의 지배적인 편서풍은 무엇에 의해 구동됩니까?

중위도 날씨의 이동성 고기압과 저기압인 경압성 와류는 지표 편서풍과 와류 구동 제트기류를 유지하는 운동량을 수송하므로, 편서풍은 기상 시스템 자체에 의해 유지됩니다.