三圈环流

一、基本概念

1 环流

空气沿着一个封闭的轨迹运动，或有沿着某一封闭轨迹循环运动的倾向。

2 大气环流

指全球范围的大尺度大气运动的基本状况，水平尺度在数千公里以上，垂直尺度在十公里以上。是各种不同尺度天气系统发展和移动的背景条件。

二、控制大气环流的基本因子

太阳辐射、地球自转、地球表面不均匀性、地面摩擦。

三、三圈环流

1 地球大气的温度分布

200(12)以下，无论无论春夏秋冬，平均温度梯度由赤道指向两极；
冬季的南北温差大于夏季；
夏季平流层温度梯度有极地指向赤道，冷中心位于赤道。

2 如上的温度分布可导致（假设地球不自转）

高层：极地位势高度低，而赤道位势高度高，由此产生有赤道指向极地的位势梯度, 高层空气向极地运动 。
低层：极地冷空气下沉，质量堆积，低层产生有极地指向赤道的气压梯度，低层空气向赤道运动。
如此构成单圈环流：赤道上升，极地下沉，高层南风，低层北风。
直接热力环流：由大气加热不均匀性产生，加热区上升、冷却区下沉的环流。

单圈环流

3 地球自转的影响

在地球自转的影响下，空气收到柯式力的作用，在北半球向右偏，在南半球向左偏，形成经圈方向的三圈环流。

三圈环流

三圈环流分为Hadley环流、Ferrel环流和极地环流

四、Hadley环流（北半球为例）

赤道上空向北流动的空气，在柯式力的作用下向右偏转，在左右转为西风，并在此处辐合，质量堆积，地面气压升高，气流辐散，其中向南的一只在柯式力的影响下，转为东北风，此风系稳定，称为东北信风，在南半球为东南信风，两支信风在赤道汇合上升，从而构成直接环流圈，称为Hadley环流。

五、极地环流（北半球为例）

极地能量亏损，温度低、密度大，从而使气压随高度递减增大。高空有较低纬度指向极地的气压梯度，而低层有极地指向较低纬度的气压梯度。则低层空气有指向较低纬度的运动，在柯式力作用下右偏为东北风；高空南风则在柯式力作用下右偏成为东南风，构成极地环流圈。

六、Ferrel环流（北半球为例）

Hadley环流在下沉辐散的气流中，向北流动的气流，与极地环流圈中的低层向南流动的气流汇合，在高空辐散，其中有一只向南运动。这样在Hadley环流和极地环流圈之间存在一个与直接环流圈相反的环流，为间接环流圈，也称Ferrel环流圈。