ما الذي يسبب تغيير أحزمة الرياح والضغط؟

جميع حركات الهواء لها جذورها في فروق الضغط في الغلاف الجوي ، والتي تسمى تدرجات الضغط. تؤثر الاختلافات المنهجية في درجة حرارة الأرض على ضغط الهواء ، وتسمى الأنماط المهمة للضغط التي تستمر بمرور الوقت أحزمة الضغط ، أو أحزمة الرياح. تعتمد أحزمة الرياح على درجة الحرارة ، لذلك يمكن أن تؤدي التغيرات في درجات الحرارة إلى تحريك الأحزمة وتغيير أنماط الرياح أيضًا.

تكون حرارة الشمس أقوى عند خط الاستواء ، حيث تكون الأشعة الشمسية أكثر كثافة. هذا يعني أن سطح الأرض والمحيط بالقرب من خط الاستواء يميل إلى أن يكون أكثر دفئًا من أي مكان آخر. تؤدي العوامل الأخرى إلى اختلافات في درجة حرارة السطح ، مثل جغرافية الأرض ، وتميل المحيطات إلى أن تكون أكثر برودة واستقرارًا في درجة الحرارة من اليابسة. والنتيجة النهائية هي وجود اختلالات كبيرة ومنتظمة في درجات حرارة سطح الأرض بالإضافة إلى اختلالات محلية أصغر.

تؤثر درجات حرارة السطح على درجة حرارة الهواء فوقها. لأن الهواء الأكثر سخونة أقل كثافة ، فإنه يميل إلى الارتفاع ، والعكس صحيح بالنسبة للهواء البارد - فهو أكثر كثافة ويميل إلى الغرق. يؤدي ارتفاع الهواء الدافئ إلى انخفاض الضغط ، ويؤدي غرق الهواء البارد إلى ارتفاع الضغط. يسمى الفرق في الضغط بين أي نقطتين في الغلاف الجوي بتدرج الضغط. نظرًا لأن الهواء ينتقل من الضغط العالي إلى الضغط المنخفض ، فإن تدرجات الضغط تخلق الرياح عن طريق تحفيز حركات الهواء السريعة إلى الضغط العالي إلى الضغط المنخفض.

بعض حركات الهواء هي نتيجة تدرجات الضغط المنتظمة التي تنشأ من التغيرات في خطوط العرض في درجة حرارة سطح الأرض. أحد الأمثلة البارزة هو Hadley Cell ، وهي حركة من الهواء الدافئ من المناطق الاستوائية ترتفع وتتدفق نحو القطبين ثم تبرد وتغرق عند حوالي 30 درجة شمال وجنوب خط الاستواء. تخلق هذه الحركة أحزمة ذات ضغط منخفض في المناطق المدارية وضغط مرتفع في المنطقة المعتدلة حيث يغرق الهواء.

نظرًا لأن كلًا من الرياح الصغيرة وأحزمة الضغط الأكبر مدفوعة بفوارق درجات الحرارة ، فإن التغيرات في درجة الحرارة على السطح يمكن أن تغيرها. على سبيل المثال ، أحداث ENSO (التذبذب الجنوبي) ، مثل El Nino و La Nina ، تشمل التغيرات في درجة حرارة المحيط التي يمكن أن تضخم أو تقلل من قوة أحزمة الرياح عبر كره ارضيه. وبالمثل ، عندما تتحرك مراكز الضغط المنخفض أو الضغط العالي عبر منطقة ما ، فإنها يمكن أن تغير من تدفق الرياح المحلية وحتى تخلق عواصف. تأتي الأعاصير المدارية من مناطق الضغط المنخفض في المناطق المدارية ، ورياحها القوية هي من أقوى الرياح على هذا الكوكب.