按此推理,北半球地面始終刮北風,南半球地面始終刮南風,實際上這種環(huán)流是不存在的,因為我們設定的地球是靜止不旋轉的,而且沒有海洋陸地,也沒有地形起伏。
我們還是用這個沒有海洋陸地與地形起伏的地球,讓他旋轉起來,情況又如何呢。
在旋轉地球的表面已不是慣性系,運動的物體會額外受到地轉偏向力的影響,這種偏向力稱為科里奧利力或科氏慣性力(簡稱科氏力),在科氏力作用下,在北半球向任何方向運動的物體都會向右偏斜,在南半球向任何方向運動的物體都會向左偏斜。科氏力在赤道為0,向高緯度逐漸增大。其實科氏力不是一種力,它是真正的慣性結果。注意:科氏力的作用在大尺度運動的物體才明顯,在平常的小空間仍是普通慣性系。有關科氏力的知識在此不作介紹,有興趣者請另找參考資料。
先看北半球,在赤道受熱的空氣上升向高緯度(北方)流動,在赤道形成赤道低氣壓帶。空中向北的氣流在科氏力的作用下向東偏斜,隨著向北科氏力增大偏斜增大,在緯度30度左右轉成西風,這些空氣不再北上,形成堆積并向地面下沉,引起地面氣壓升高,形成副熱帶高氣壓帶。于是地面空氣向南北兩方向流動,向南流向赤道低壓區(qū),地面南下的氣流在科氏力的作用下,向西偏斜,在赤道到緯度30度區(qū)間形成一個東北信風帶。這一大氣環(huán)流稱為哈德里環(huán)流圈,見圖2。
在副熱帶高氣壓帶沿地面向北的氣流在科氏力的作用下向東偏斜,形成以西風為主的地區(qū)(盛行西風帶)。而北極地面氣溫很低,空氣下沉形成極地高氣壓帶,極地地面的冷空氣南下,在科氏力的作用下向西偏斜,形成極地東風帶。
從副熱帶高氣壓帶沿地面向北的氣流在北緯60度遇到南下的極地冷風,爬上冷氣流,地面形成副極地低壓帶,上升的氣流向南流回北緯30度,向北流回極地。北緯30度至北緯60度的環(huán)流稱為費雷爾環(huán)流圈,北緯0度至極地的環(huán)流稱為極地環(huán)流圈,見圖2。
在南半球也是一樣,向南分布有東南信風帶、副熱帶高氣壓帶、盛行西風帶、極地東風帶、極地高氣壓帶,見圖2。 |