การหมุนเวียนอากาศแบบวงจรแฮดลีย์เซลล์เกิดขึ้นในเขตใด

พื้นที่ส่วนใหญ่อยู่ในอยู่ ระหว่างละติจูดที่ 40° - 60° เหนือ ของทวีปอเมริกาเหนือ ยุโรป และเอเชีย ในแถบความกดอากาศต่ำกึ่งขั้วโลก แนวปะทะอากาศขั้วโลกทำให้เกิดการยกตัว ทำให้เกิดการควบแน่นของหยาดน้ำฟ้าช่วยให้พื้นดินมีความชื้น (หมายเหตุ: ภูมิอากาศชื้นภาคพื้นทวีปไม่มีในเขตซีกโลกใต้ เนื่องจากพื้นที่ส่วนใหญ่ของละติจูดนี้ในซีกโลกใต้ ส่วนใหญ่เป็นมหาสมุทร ไม่มีพื้นทวีปขนาดใหญ่)

สารบัญ Show

การหมุนเวียนอากาศแบบแฮดลีย์เกิดขึ้นบริเวณใดของโลก
แฮดลีย์เซลล์ ทำให้เกิดภูมิอากาศแบบใด
แบบจำลองการหมุนเวียนอากาศแบบทั่วไปแบบแฮดลีย์เซลล์ อยู่บริเวณใด
Hadley Cell เกิดขึ้นจากอะไร

เซลล์ Hadleyตั้งชื่อตามจอร์จฮัดลีย์เป็นระดับโลกเขตร้อนการไหลเวียนของบรรยากาศที่มีคุณสมบัติทางอากาศที่เพิ่มขึ้นใกล้เส้นศูนย์สูตรไหล poleward ที่ความสูง 10 ถึง 15 กิโลเมตรเหนือพื้นผิวโลกที่ลงใน subtropics แล้วกลับ equatorward ใกล้ พื้นผิว การไหลเวียนนี้จะสร้างตะเภาร้อนฝนเข็มขัดและพายุเฮอริเคนทะเลทรายกึ่งเขตร้อนและลำธารเจ็ท เซลล์แฮดลีย์คือการไหลเวียนแบบพลิกคว่ำในระดับความสูงต่ำที่มีอากาศจมอยู่ที่ละติจูดประมาณศูนย์ถึง 30 องศา

ความเร็วแนวตั้งที่ 500 hPa ค่าเฉลี่ยเดือนกรกฎาคมในหน่วยปาสกาลต่อวินาที ทางขึ้น (ค่าลบ) มีความเข้มข้นใกล้กับเส้นศูนย์สูตรสุริยะ โคตร (ค่าบวก) จะกระจายมากขึ้น

แรงผลักดันของการไหลเวียนของบรรยากาศคือการกระจายความร้อนจากแสงอาทิตย์ไปทั่วโลกอย่างไม่สม่ำเสมอ ซึ่งอยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรมากที่สุดและน้อยที่สุดที่ขั้ว การไหลเวียนของบรรยากาศส่งผ่านพลังงานไปยังขั้ว ซึ่งจะช่วยลดการไล่ระดับอุณหภูมิจากเส้นศูนย์สูตรถึงขั้ว กลไกที่ทำให้สำเร็จแตกต่างกันในละติจูดเขตร้อนและนอกเขตร้อน

เซลล์แฮดลีย์อยู่ที่ด้านใดด้านหนึ่งของเส้นศูนย์สูตร แต่ละเซลล์ล้อมรอบโลกตามเส้นละติจูดและทำหน้าที่ขนส่งพลังงานจากเส้นศูนย์สูตรไปยังละติจูดที่ 30 การไหลเวียนแสดงปรากฏการณ์ต่อไปนี้: [1]

อากาศร้อนชื้นที่มาบรรจบกันใกล้กับเส้นศูนย์สูตรทำให้เกิดฝนตกหนัก ซึ่งจะปล่อยความร้อนแฝงออกมา
อากาศนี้ลอยขึ้นไปถึงโทรโพพอสซึ่งอยู่เหนือระดับน้ำทะเลประมาณ 10-15 กิโลเมตร ซึ่งอากาศจะไม่ลอยตัวอีกต่อไป
ไม่สามารถขึ้นต่อได้ อากาศใต้สตราโตสเฟียร์นี้กลับถูกบังคับขั้วโดยการเพิ่มขึ้นของอากาศด้านล่างอย่างต่อเนื่อง
เมื่ออากาศเคลื่อนตัวไปทางขั้วโลก มันจะเย็นตัวลงและได้รับองค์ประกอบที่แข็งแกร่งขึ้นทางทิศตะวันออกอันเนื่องมาจากผลกระทบของ Coriolisและการรักษาโมเมนตัมเชิงมุมไว้ ลมที่เกิดในรูปแบบกึ่งเขตร้อนลำธารเจ็ท
ที่ละติจูดนี้ อากาศบนที่สูงที่เย็น แห้ง และสูงในขณะนี้เริ่มจมลง ขณะที่จมลง จะอุ่นขึ้นแบบอะเดียแบติก โดยลดความชื้นสัมพัทธ์ลง
บริเวณใกล้ๆ ผิวน้ำ การไหลย้อนกลับแบบเสียดทานจะทำให้ลูปเสร็จสมบูรณ์ โดยดูดซับความชื้นตลอดทาง ผล Coriolis ให้นี้ไหลไปทางทิศตะวันตกเป็นองค์ประกอบที่สร้างตะเภา

การหมุนเวียนของ Hadley แสดงถึงความผันแปรตามฤดูกาล ในช่วงฤดูครีษมายัน (DJF และ JJA) กิ่งก้านขึ้นของเซลล์ Hadley ไม่ได้เกิดขึ้นโดยตรงเหนือเส้นศูนย์สูตร แต่เกิดขึ้นในซีกโลกฤดูร้อน ในค่าเฉลี่ยรายปี กิ่งที่ขึ้นไปจะถูกหักออกเล็กน้อยในซีกโลกเหนือ ทำให้เกิดเซลล์ Hadley ที่แข็งแรงขึ้นในซีกโลกใต้ นี่เป็นหลักฐานการขนส่งพลังงานสุทธิขนาดเล็กจากซีกโลกเหนือไปยังซีกโลกใต้ [1]

ระบบ Hadley เป็นตัวอย่างของการหมุนเวียนทางความร้อนโดยตรง ประสิทธิภาพทางอุณหพลศาสตร์ของระบบ Hadley ซึ่งถือเป็นเครื่องยนต์ความร้อนนั้นค่อนข้างคงที่ตลอดช่วงปี 2522-2553 โดยเฉลี่ย 2.6% ในช่วงเวลาเดียวกัน พลังงานที่เกิดจากระบอบการปกครองของ Hadley ได้เพิ่มขึ้นในอัตราเฉลี่ยประมาณ 0.54 TW ต่อปี; สิ่งนี้สะท้อนถึงการเพิ่มขึ้นของพลังงานที่ป้อนเข้าสู่ระบบซึ่งสอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิพื้นผิวทะเลเขตร้อนที่สังเกตได้ [2]

โดยรวมแล้ว เซลล์หมุนเวียนเฉลี่ย เช่น การไหลเวียนของ Hadley ไม่ได้มีประสิทธิภาพเป็นพิเศษในการลดการไล่ระดับอุณหภูมิจากเส้นศูนย์สูตรถึงขั้วเนื่องจากการยกเลิกการขนส่งระหว่างการขนส่งพลังงานประเภทต่างๆ ในเซลล์ Hadley ทั้งความร้อนที่สัมผัสได้และความร้อนแฝงจะถูกส่งไปที่เส้นศูนย์สูตรใกล้พื้นผิว ในขณะที่พลังงานศักย์ถูกลำเลียงไปด้านบนในทิศทางตรงกันข้ามคือขั้ว ผลลัพธ์การขนส่งทางขั้วสุทธิที่เกิดขึ้นมีเพียงประมาณ 10% ของการขนส่งพลังงานที่อาจเกิดขึ้นนี้ ส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากข้อจำกัดที่รุนแรงซึ่งกำหนดในการเคลื่อนที่ของชั้นบรรยากาศโดยการรักษาโมเมนตัมเชิงมุมไว้ [1]

เซลล์ Hadley ภายในภาพอุดมคติของการไหลเวียนในชั้นบรรยากาศของโลกที่พวกเขาอาจจะปรากฏที่ กลางวันเท่ากับกลางคืน

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 18 จอร์จแฮดลีย์นักกฎหมายชาวอังกฤษและนักอุตุนิยมวิทยาสมัครเล่นไม่พอใจกับทฤษฎีที่นักดาราศาสตร์Edmond Halleyเสนอให้อธิบายลมค้าขาย สิ่งที่ไม่ต้องสงสัยเลยว่าถูกต้องในทฤษฎีของฮัลลีย์ก็คือความร้อนจากแสงอาทิตย์ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ขึ้นของอากาศในเส้นศูนย์สูตร และมวลอากาศจากละติจูดที่อยู่ใกล้เคียงจะต้องไหลเข้ามาแทนที่มวลอากาศที่เพิ่มขึ้น แต่สำหรับองค์ประกอบทางทิศตะวันตกของลมค้าขาย ฮัลลีย์เสนอว่าในการเคลื่อนตัวข้ามท้องฟ้า ดวงอาทิตย์ทำให้มวลอากาศร้อนแตกต่างกันในระหว่างวัน Hadley ไม่พอใจกับทฤษฎีส่วนนั้นของ Halley และใช่แล้ว แฮดลีย์เป็นคนแรกที่ตระหนักว่าการหมุนของโลกมีบทบาทในทิศทางที่มวลอากาศเคลื่อนที่ไปเมื่อเทียบกับโลก ทฤษฎีของแฮดลีย์ซึ่งตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 1735 ยังไม่ทราบแน่ชัด แต่มีการค้นพบซ้ำหลายครั้งโดยอิสระ ในบรรดาผู้ค้นพบใหม่คือJohn Daltonซึ่งต่อมาได้เรียนรู้ถึงความสำคัญของ Hadley เมื่อเวลาผ่านไป กลไกที่เสนอโดย Hadley ก็เป็นที่ยอมรับ และเมื่อเวลาผ่านไปชื่อของเขาก็ติดอยู่กับกลไกนี้มากขึ้น ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 19 แสดงให้เห็นว่าทฤษฎีของ Hadley บกพร่องหลายประการ หนึ่งในคนแรกที่คิดการเปลี่ยนแปลงได้อย่างถูกต้องเป็นวิลเลียม Ferrel ต้องใช้เวลาหลายสิบปีกว่าที่ทฤษฎีที่ถูกต้องจะได้รับการยอมรับ และแม้กระทั่งในปัจจุบันนี้ ทฤษฎีของแฮดลีย์ก็ยังสามารถพบได้เป็นครั้งคราว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในหนังสือและเว็บไซต์ยอดนิยม [3]ทฤษฎีของแฮดลีย์เป็นทฤษฎีที่ยอมรับกันโดยทั่วไปนานพอที่จะทำให้ชื่อของเขาติดอยู่กับรูปแบบการหมุนเวียนในบรรยากาศเขตร้อนในระดับสากล ในปี 1980 Isaac Heldและ Arthur Hou ได้พัฒนาแบบจำลอง Held-Houเพื่ออธิบายการหมุนเวียนของ Hadley

ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยระยะยาวต่อเดือน

การก่อตัวของเมฆในภาพที่มีชื่อเสียงของโลกจาก Apollo 17 ทำให้การหมุนเวียนของบรรยากาศมองเห็นได้โดยตรง

บริเวณที่มวลอากาศเคลื่อนตัวของเส้นศูนย์สูตรมาบรรจบกันและเพิ่มขึ้นเรียกว่าโซนบรรจบกันระหว่างเขตร้อนหรือ ITCZ ภายในเขตนั้นจะมีพายุฝนฟ้าคะนองเกิดขึ้นเป็นจำนวนมาก

เมื่อสูญเสียไอน้ำส่วนใหญ่ไปจนเกิดการควบแน่นและการตกตะกอนในสาขาการไหลเวียนของเซลล์ Hadley ขึ้นไป อากาศจากมากไปน้อยจะแห้ง (ไม่เปียก) เมื่ออากาศลดต่ำลง ความชื้นสัมพัทธ์ต่ำจะเกิดขึ้นเมื่ออากาศอุ่นขึ้นแบบอะเดียแบติกโดยการบีบอัดจากอากาศที่อยู่ด้านบน ทำให้เกิดบริเวณที่มีความกดอากาศสูง กึ่งเขตร้อนค่อนข้างปลอดจากการพาความร้อนหรือพายุฝนฟ้าคะนองที่พบได้ทั่วไปในแถบเส้นศูนย์สูตร ทะเลทรายหลายแห่งในโลกตั้งอยู่ในละติจูดกึ่งเขตร้อนเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม ทะเลทรายไม่ได้ขยายไปถึงฝั่งตะวันออกของทวีปต่างๆ เนื่องจากกระแสน้ำในมหาสมุทรที่เกิดจากลมค้าขาย

พื้นที่แห้งแล้งส่วนใหญ่ของโลกตั้งอยู่ในพื้นที่ใต้ส่วนที่เคลื่อนลงมาของการไหลเวียนของ Hadley ที่ละติจูด 30 องศา [4]มีหลักฐานว่าการขยายตัวของเซลล์ Hadley เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ [5]โมเดลแนะนำว่าเซลล์ Hadley จะขยายตัวพร้อมกับอุณหภูมิเฉลี่ยของโลกที่เพิ่มขึ้น (บางทีอาจเพิ่มละติจูด 2 องศาในศตวรรษที่ 21 [6] ) ซึ่งอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ในการตกตะกอนในละติจูดที่ขอบเซลล์ [4]นักวิทยาศาสตร์กลัวว่าภาวะโลกร้อนอาจนำการเปลี่ยนแปลงมาสู่ระบบนิเวศในเขตร้อนชื้น และทะเลทรายจะแห้งและขยายตัวมากขึ้น [6]เมื่อพื้นที่รอบละติจูด 30 องศาแห้งขึ้น ผู้ที่อาศัยอยู่ในภูมิภาคนั้นจะเห็นปริมาณน้ำฝนน้อยกว่าที่คาดไว้ ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหากับเสบียงอาหารและการใช้ชีวิต [7]มีหลักฐานที่ชัดเจนเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศแบบ Paleoclimate ในป่าฝนของแอฟริกาตอนกลางในค. 850 ปีก่อนคริสตกาล[8]หลักฐานทางนิเวศวิทยา (ละอองเกสรฟอสซิล) แสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในชีวนิเวศของป่าฝนกับการเปลี่ยนแปลงของทุ่งหญ้าสะวันนาอันเป็นผลมาจากการทำให้แห้งในวงกว้างซึ่งไม่จำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับความแห้งแล้งเป็นช่วงๆ สมมติฐานที่ว่ากิจกรรมสุริยะที่ลดลงจะลดขอบเขตละติจูดของ Hadley Circulation และลดความเข้มของมรสุมช่วงกลางละติจูด จับคู่กับข้อมูล ซึ่งแสดงให้เห็นความแห้งแล้งที่เพิ่มขึ้นในแอฟริกาตะวันตกตอนกลาง และเพิ่มปริมาณน้ำฝนในเขตอบอุ่นทางตอนเหนือ ในขณะเดียวกัน พายุฝนฟ้าคะนองกลางละติจูดในเขตอบอุ่นเพิ่มขึ้นและเคลื่อนตัวไปทางเส้นศูนย์สูตร [9]

การหมุนเวียนอากาศแบบแฮดลีย์เกิดขึ้นบริเวณใดของโลก

ส่วนบริเวณขั้วโลกทั้งสองจะเป็นแถบความกดอากาศสูง (อุณหภูมิต่ำ) เนื่องจากแสงอาทิตย์ตกกระทบเป็นมุมลาด อากาศร้อนบริเวณศูนย์สูตรยกตัวขึ้น ทำให้อากาศเย็นบริเวณขั้วโลกเคลื่อนตัวเข้าแทนที่ เราเรียกการหมุนเวียนของอากาศทั้งสองซีกโลกว่า “แฮดเลย์เซลล์” (Hadley cell),(แฮดลีย์) หรือแบบการหมุนวนแบบเซลล์เดียว

แฮดลีย์เซลล์ ทำให้เกิดภูมิอากาศแบบใด

แฮดลีย์เซลล์ เกิด ภูมิอากาศแบบร้อนชื้น เฟอร์เรลเซลล์ เกิด ภูมิอากาศแบบแห้งแล้ง

แบบจำลองการหมุนเวียนอากาศแบบทั่วไปแบบแฮดลีย์เซลล์ อยู่บริเวณใด

7) การหมุนเวียนของลมระหว่าง Subtropical high กับบริเวณเส้นศูนย์สูตร เรียกว่า แฮด ลีย์เซลล์ (Hadley cell)

Hadley Cell เกิดขึ้นจากอะไร

ระหว่างทาง เมื่อความเย็นเพิ่มขึ้น มวลอากาศร้อนจะเริ่มเย็นและหนัก ส่งผลให้เริ่มลดระดับลงเรื่อยๆ จนในที่สุดก็จะเคลื่อนวนกลับไปยังพื้นที่บริเวณเส้นศูนย์สูตรอีกครั้ง ตามกระบวนการไหลของอากาศที่มีชื่อเรียกว่า “Hadley cell” ซึ่งเป็นการไหลของอากาศที่เกิดขึ้นในแถบภูมิประเทศที่ตั้งอยู่บริเวณเส้นศูนย์สูตรไปจนถึงละติจูดที่ 30 องศา ...