Wat is atmosferische circulatie?
Atmosferische circulatie is de wereldwijde beweging van de lucht, die de warmte die wordt ontvangen van zonnestraling van warmere naar koelere gebieden verdeelt. Als de aarde niet om zijn as zou roteren en een glad en uniform oppervlak had, zou hete lucht naar de evenaar stijgen en naar de polen stromen. Het zou daar afkoelen en zinken, waardoor een retourstroom naar de evenaar langs het aardoppervlak ontstaat. Er zouden twee grote, uniform roterende convectiecellen zijn, een op het noordelijk halfrond en een op het zuidelijk deel. In plaats van dit vereenvoudigde patroon is de atmosferische circulatie van de aarde veel complexer.
Een te vereenvoudigd model van de atmosferische patronen van de aarde heeft één grote convectiecel op elk halfrond. In werkelijkheid zijn er drie convectiecellen op elk halfrond. Verwarmde, vochtige tropische lucht nabij de evenaar stijgt op en stroomt weg van de evenaar die de Hadley-cel vormt. Over de polen daalt koele, droge lucht af, die de poolcellen aandrijft. Ferrelcellen zijn variabeler en worden gevonden tussen de Hadley- en poolcellen.
De rotatie van de aarde, de kanteling van de as, oppervlaktekenmerken, oceaanstromingen en lokale weerpatronen hebben allemaal invloed op wereldwijde atmosferische patronen. In plaats van winden die in een rechte lijn stromen, zorgt de rotatie van de aarde ervoor dat ze krommen. De Coriolis Force buigt de wind op het noordelijk halfrond naar rechts en de wind op het zuidelijk halfrond naar links. Het draagt bij tot de vorming van de westelijke winden op de middelste breedtegraden en de oostelijke winden in de tropische en poolgebieden. De Coriolis Force produceert ook de rotatiewinden rond hoge en lage druk cellen.
Seizoensverschuivingen in de atmosferische circulatie worden veroorzaakt door de kanteling van de aardas. Terwijl de directe stralen van de zon zich naar het noorden en zuiden van de evenaar verplaatsen, veranderen de circulatiepatronen. De kenmerken op het aardoppervlak beïnvloeden ook de wereldwijde luchtcirculatie. Groter landoppervlak op het noordelijk halfrond en het overeenkomstige grotere oceaangebied op het zuidelijk halfrond veroorzaken variaties in de drie convectiecellen op elk halfrond.
De vele complexe factoren die de luchtcirculatie beïnvloeden, maakten het moeilijk voor mensen om de wereldwijde luchtcirculatiepatronen adequaat te modelleren. Pas in de 20e eeuw werden nauwkeurige modellen voor luchtcirculatie geproduceerd met behulp van computers en satellietgegevens. Deze modellen leken sterk op de werkelijke werking van de atmosfeer, waardoor wetenschappers klimaat- en weerspatronen beter begrijpen. Vroege vorderingen in weersvoorspellingen met behulp van computermodellering evolueerden omdat veel meer realistische en complexe modellen meer nauwkeurige voorspellingen mogelijk maakten. Atmosferische circulatiemodellen worden gebruikt om klimaatveranderingen op lange termijn in het verleden te begrijpen en de effecten van veranderingen in de toekomst te voorspellen.