Kuinka ilmavirrat toimivat?

Ilmakehän ilmavirran maailmanlaajuinen kierto on seurausta maapallon lämpötilaeroista, jotka aiheuttavat ilmanpaineen muutoksia. Ilma ja tuulivirrat määritelmä on ilman siirtyminen korkeasta matalapaineiseen alueeseen.

Vallitsevat ilmavirrat tapahtuvat, kun ilma virtaa korkeapainevyöhykkeeltä matalapainevyöhykkeelle. Nämä virrat, jotka vaikuttavat myös virtaukseen merivirrat, vaikuttaa sekä paikalliseen säämme että maailmanlaajuiseen ilmastoon.

Tässä viestissä käymme läpi, mikä aiheuttaa ilmavirrat, ilmakehän kerrokset ja missä ilmavirrat tapahtuvat ilmakehässä.

Jotta voisimme paremmin ymmärtää ilmavirrat, meidän on ymmärrettävä ilmapiiri.

On viisi erilaista tasoa:

1. Troposfääri: Troposfääri on ilmakehän kerros, joka on lähinnä maapallon pintaa. Täällä esiintyvät kaikki sää- ja ilmavirrat ja ne päättyvät ~ 11 km maasta.
2. Stratosfääri: Troposfäärin jälkeen on stratosfääri. Tällä tasolla lentokoneet lentävät. Otsonin lisääntyminen tällä alueella vastaa korkeampia lämpötiloja. Tämä kerros kulkee 11 km: stä ~ 50 km: n pintaan.
3. Mesosfääri: Stratosfäärin jälkeen lämpötila laskee nopeasti mesosfäärissä jopa -90 asteeseen. Tämä kerros kulkee 50 km: stä ~ 87 km: n pintaan.
4. Termosfääri: Termosfäärin ilma on hyvin ohut ja voi lämmetä helposti yli 1500 asteeseen. Tämä kerros kulkee 87 km: stä ~ 50 km: n pintaan.
5. Exosphere: Viimeinen ilmakerros on eksosfääri. Tämä on lähinnä siirtymäalue, joka johtaa ulkoavaruuteen.

Sää-, ilman- ja tuulivirta-määritelmien osalta löydät ne kaikki troposfääri.

Suurin osa ilmavirtausten liikkeistä maailmanlaajuisesti tapahtuu maapallon ylemmässä ilmakehässä. Kun aurinko lämmitetty ilma nousee, se eroaa troposfäärissä ja liikkuu kohti maapallon napoja useissa jättiläissilmukoissa, joita kutsutaan kiertoiksi ja / tai konvektiosolut.

Jos tätä ilmakehän liikettä ei tapahtuisi, pylväät kasvaisivat kylmemmiksi ja päiväntasaaja kuumenisi.

Yksi ilmakehän ilmavirran liikkeellepanevista voimista on maapallon epätasainen lämmitys. Ilmakehää lämmitetään paljon nopeammin päiväntasaajalla kuin napoilla.

Kuuma ilma nousee ja kylmä ilma uppoaa, joten ilmavirrat muodostuvat, kun ilmakehä siirtää ylimääräisen kuuman ilman lämpimämmiltä matalilta leveysasteilta viileämmille korkeille leveysasteille, ja viileä ilma syöksyy korvaamaan sen.

Päiväntasaaja vastaanottaa auringon suorat säteet ja ilma lämpenee ja nousee, mikä luo matalapainealueen. 30 astetta päiväntasaajan pohjois- ja eteläpuolella tämä lämmin ilma jäähtyy, uppoaa ja siirtyy takaisin päiväntasaajan korkeapainevyöhykkeelle, kun taas loput lämpimästä ilmasta virtaa napoja kohti.

Kun ilma virtaa korkeasta paineesta matalaan paineeseen, kahden painealueen lujuus ja läheisyys tunnetaan "paineen gradienttina". Mitä lähempänä nämä painealueet ovat, sitä voimakkaampi painegradientti tuottaa vahvempia ilmavirtauksia.

Maan pyöriminen akselillaan estää ilmavirrat virtaamasta suoraan pohjoiseen ja etelään päiväntasaajalta. Sen sijaan nämä ilmavirrat ohjautuvat oikealle pohjoisella pallonpuoliskolla ja vasemmalle eteläisellä pallonpuoliskolla, ilmiötä kutsutaan Coriolis-efektiksi.

Tämän pyörimisen myötä syntyy kolme ilmankierrätyskennoa päiväntasaajan ja napojen väliin, jotka pitävät lämpimän ja kylmän ilmavirran kiertävinä silmukoissa, jotka syöttävät toisiaan. Meteorologit tunnistavat nämä Hadley Cell päiväntasaajan ja leveyspiirin välillä 30 astetta, ferrelisolun leveysasteiden 30 ja 60 välillä ja napasolujen välillä 60 ja 90.

Kun etelän lämpimät ilmamassat kohtaavat äkillisesti pohjoisen viileät ilmamassat, korkeat ilmanpaineen kaltevuudet tuottavat erittäin voimakasta tuulta suihkuvirta, kapea ilmakaista, joka virtaa lännestä itään maapallon ympäri nopeudella, joka saavuttaa 200 mailia per tunnin.

vaikkakin suihkuvirtaus tyypillisesti virtaus on 20000 jalkaa tai enemmän, korkeat tuulen nopeudet voivat silti vaikuttaa pinnan säämalleihin.