Hadley hücresi

500 hPa basınç yüksekliği'de ortalama dikey hız (saniye başına paskal cinsinden), 1979–2001 arasında Temmuz ayında. Yükseliş (negatif değerler) güneş ekvatoruna yakın bir yerde yoğunlaşırken inişler (pozitif değerler) daha dağınıktır. Dağılımları, Hadley dolaşımının artan ve azalan dallarının bir göstergesidir.

Hadley sirkülasyonu olarak da bilinen Hadley hücresi, ekvator yakınında yükselen havanın 12-15 km (7,5-9,3 mi) yükseklikte tropopoz yakınında kutba doğru akmasını sağlayan küresel ölçekte bir tropikal atmosferik sirkülasyondur. Dünya yüzeyinin üzerinde, subtropiklerde 25 derece enlem civarında soğuma ve alçalma yapmakta ve sonra yüzeye yakın ekvator yönünde dönmektedir. Tropikler ve subtropikler arasındaki güneşlenme ve ısınma farklılıklarından dolayı ortaya çıkan troposfer içinde termal olarak görülen doğrudan bir döngüdür. Yıllık ortalama olarak ekvatorun her iki tarafında bir sirkülasyon hücresi ile karakterizedir. Güney Yarımküre Hadley hücresi, Kuzey Yarımküre'ye doğru uzanan kuzey muadilinden ortalama olarak biraz daha güçlüdür. Yaz ve kış aylarında, Hadley sirkülasyonuna havanın yaz olan yarımkürede yükseldiği ve kış olan yarımkürede alçaldığı tek, çapraz ekvatoral bir hücre hakimdir. Benzer dolaşımlar, Venüs ve Mars gibi dünya dışı atmosferlerde de meydana gelebilir.

Küresel iklim, Hadley dolaşımının yapısından ve davranışından büyük ölçüde etkilenir. Hakim alize rüzgarları, Hadley döngüsünün alt kollarının bir tezahürüdür, tropik bölgelerde hava ve nemi bir araya getirerek Dünyanın en şiddetli yağmurlarının bulunduğu Tropikal Yakınsama Bölgesi'ni (ITCZ) oluşturur. Hadley sirkülasyonunun mevsimsel değişkenliği ile ilişkili ITCZ'deki değişimler muson yağmurlarına neden olur. Hadley hücrelerinin batan dalları, okyanusal subtropikal sırtlara yol açar ve yağışı bastırır. Dünyanın çöllerinin ve kurak bölgelerinin çoğu, batan dalların konumuyla aynı zamana denk gelen subtropiklerde bulunur. Hadley sirkülasyonu aynı zamanda ısının, açısal momentumun ve nemin meridyensel taşınması için anahtar bir mekanizmadır. Subtropikal jet akımına, nemli tropiklere katkıda bulunur ve küresel termal dengeyi korur.

Hadley sirkülasyonu, adını 1735'te alize rüzgarlarını açıklamak için ısınmadaki farklılıklardan kaynaklanan yarım küreyi kapsayan sirkülasyon hücrelerinin varlığını öne süren George Hadley'den almıştır. Hadley tarafından önerilen tipte geniş meridyen dolaşımının varlığı, 20. yüzyılın ortalarında radyosondlar aracılığıyla üst troposferin rutin gözlemleri elde edildiğinde doğrulandı. Gözlemler ve iklim modellemesi, Hadley dolaşımının en azından 1980'lerden beri iklim değişikliğinin sonucu olarak kutuplara doğru genişlediğini göstermektedir. Modellemeler, sirkülasyonun 21. yüzyıl boyunca iklim değişikliği nedeniyle genişleyeceğini ve zayıflayacağını göstermektedir.

Mekanizma ve özellikler

Ortalama olarak, Hadley sirkülasyonu, tropik bölgelerde havayı dolaşan kuzey ve güney yarım kürelerdeki iki hücreden oluşur.

Hadley sirkülasyonu, alçak enlemler üzerinde troposfer içindeki havanın geniş, termal olarak doğrudan, ve meridyensel ters dönmesini tanımlar. Küresel atmosferik sirkülasyon içinde, enlem çizgileri boyunca ortalaması alınan meridyen hava akışı, meridyen hücreleri adı verilen havanın ekvatora veya kutba doğru hareketiyle birleşen yükselen ve alçalan hareketlerin sirkülasyonu halinde düzenlenir. Bunlar, tropik bölgelerde merkezlenmiş belirgin "Hadley hücreleri" ve orta enlemlerde merkezlenmiş daha zayıf " Ferrell hücreleri " şeklindedir. Hadley hücreleri, sıcak ekvator bölgeleri ile daha soğuk subtropikal bölgeler arasındaki güneşlenme zıtlığından kaynaklanırlar. Dünya yüzeyinin düzensiz ısınması, yükselen ve alçalan hava bölgeleriyle sonuçlanır. Bir yıl boyunca, ekvator bölgeleri Güneş'ten yaydıklarından daha fazla radyasyon emerler. Tersine daha yüksek enlemlerde ise Dünya, Güneş'ten aldığından daha fazla radyasyon yayar. Isıyı meridyensel olarak değiştirecek bir mekanizma olmadan, ekvator bölgeleri ısınır ve daha yüksek enlemler dengesizlik içinde giderek soğur. Havanın yükselişi ve alçalması, hem atmosferde hem de okyanusta Hadley sirkülasyonunu ve diğer büyük ölçekli akışları yönlendiren, ısıyı dağıtan ve küresel uzun vadeli ve mevsim altı termal dengeyi koruyan basınç gradyan kuvveti ile sonuçlanır.