Στο δεύτερο μέρος του αφιερώματος στη γενική κυκλοφορία της ατμόσφαιρας, εξετάσαμε τη δημιουργία και τα βασικά χαρακτηριστικά της ενδοτροπικής ζώνης σύγκλισης (ITCZ). Όπως επισημάνθηκε, η συγκεκριμένη γεωγραφική περιοχή αποτελεί το σημείο εκκίνησης της γενικής κυκλοφορίας της ατμόσφαιρας. Στη συνέχεια , θα επιχειρήσουμε να περιγράψουμε τον τρόπο με τον οποίο εκκινείται η γενική κυκλοφορία της ατμοσφαίρας από την ITCZ. Πιο συγκεκριμένα, θα εξετάσουμε το πρώτο από τα τρία κύτταρα της γενικής κυκλοφορίας, το κύτταρο Hadley.

Το κύτταρο Hadley

Εικόνα 1. Σχηματική αναπαράσταση του κυττάρου Hadley

Το κύτταρο Hadley (Εικ. 1) αποτελεί το πρώτο από τα τρία βασικά κύτταρα με τα οποία μπορεί να περιγραφεί η γενική κυκλοφορία της ατμόσφαιρας. Το κύτταρο αυτό αποτελεί το τμήμα εκείνο της γενικής κυκλοφορίας που παρατηρείται στις τροπικές και υποτροπικές περιοχές (30S – 30N) και η δημιουργία/συντήρηση του σχετίζεται άμεσα με τη ροή του ατμοσφαιρικού αέρα στις παραπάνω περιοχές. Όπως είδαμε στο δεύτερο μέρος του αφιερώματος, οι τροπικές και υποτροπικές περιοχές κυριαρχούνται από τους αληγείς ανέμους οι οποίοι καταλήγουν να συγκλίνουν στην ITCZ. Το αποτέλεσμα της σύγκλισης αυτής είναι η ενίσχυση των ανοδικών κινήσεων που ούτως ή άλλως παρατηρούνται στη συγκεκριμένη περιοχή.

Όπως φαίνεται στο  διάγραμμα της Εικ.1, καθώς ο ατμοσφαιρικός αέρας ανέρχεται πάνω από τους τροπικούς, συναντά το νοητό σύνορο τροπόσφαιρας-στρατόσφαιρας, την τροπόπαυση, όπου και εξαναγκάζεται να αποκλίνει προς τους δύο πόλους της Γης. Κατά τη διαδρομή του προς τους πόλους, ο ατμοσφαιρικός αέρας ψύχεται με εκπομπή ακτινοβολίας μεγάλου μήκους κύματος, οπότε η πυκνότητα του αυξάνεται και τελικά εξαναγκάζεται σε κάθοδο (Εικ. 1). Η κάθοδος του ατμοσφαιρικού αέρα λαμβάνει χώρα σε μία εκτεταμένη γεωγραφική περιοχή, με την μεγαλύτερη ένταση ωστόσο να παρατηρείται πάνω από τις λεγομένες υποτροπικές περιοχές (γ. πλάτος 30Ν/S, τροπικοί του καρκίνου). Ο κατερχόμενος ατμοσφαιρικός αέρας του κυττάρου Hadley θερμαίνεται αδιαβατικά, ώστε φτάνει στην επιφανεία με την μορφή ενός ξηρού ρεύματος αέρα.

Έτσι, δεν προκαλεί ιδιαίτερη έκπληξη το γεγονός πως οι σημαντικότερες έρημοι του πλανήτη μας βρίσκονται στις περιοχές όπου αναπτύσσεται ο κατερχόμενος κλάδος του κυττάρου Hadley (Εικ. 2). Επιπρόσθετα, η σύγκλιση και η κάθοδος του ατμοσφαιρικού αέρα πάνω από τους τροπικούς του καρκίνου (30N/S) αιτιολογεί τη δημιουργία μίας ζώνης υψηλών πιέσεων που περιβάλλει την Γη σε αυτά περίπου τα γ. πλάτη. Τα συστήματα των υψηλών πιέσεων αυτής της ζώνης είναι περίσσοτερο γνωστά με τον όρο υποτροπικοί αντικυκλώνες. Χαρακτηριστικά παραδείγματα αποτελούν ο αντικυκλώνας των Αζόρων-Βερμούδων και ο αντικυκλώνας του Ειρηνικού ωκεανού, συστήματα τα οποία χαρακτηρίζονται ως ημι-μόνιμα.

deserts globe hadley cell

Εικόνα 2. Γεωγραφική κατανομή των σημαντικότερων ερήμων της Γης και συσχέτιση της με τον κατερχόμενο κλάδο του κυττάρου Hadley πάνω από τις υποτροπικές περιοχές (30 N,S).

Η κυκλοφορία του κυττάρου Hadley ολοκληρώνεται με την απόκλιση του κατερχόμενου ατμοσφαιρικού αέρα προς τον ισημερινό. Η απόκλιση αυτή παρατηρείται στηνεπιφάνεια των υποτροπικών περιοχών και με τη βοήθεια της δύναμης Coriolis, οδηγεί τελικά στην ενίσχυση των αληγών ανέμων (Εικ. 1).

Συνοψίζοντας, η ατμοσφαιρική κυκλοφορία που συνδέεται με το κύτταρο Hadley μπορεί να περιγραφεί ως εξής:
1) Έντονη απορροφήση της ηλιακής ακτινοβολίας πάνω από τους τροπικούς, δημιουργία ισχυρών ανοδικών κινήσεων και απελεύθερωση τεράστιων ποσών λανθάνουσας θερμότητας (ITCZ).
2) Δημιουργία των αληγών ανέμων (trade winds), συνέπεια της αρχής διατήρησης της μάζας (ατμοσφαιρικός αέρας από τα μέσα γ. πλάτη πνέει προς τους τροπικούς για να καλύψει το “κενό” που δημιουργείται από τις ανοδικές κινήσεις).
3) Απόκλιση του ανερχόμενου ατμοσφαιρικού αέρα στο ύψος της τροπόπαυσης, πάνω από τους τροπικούς, κίνηση του προς τους δύο πόλους της Γης και αδιαβατική ψύξη του.
4) Σταδιακή κάθοδος του ατμοσφαιρικού αέρα με μέγιστο πάνω από τους υποτροπικούς (30N/S).
5) Απόκλιση του κατερχόμενου ατμοσφαιρικού αέρα στην επιφάνεια και ενίσχυση της ροής των αληγών ανέμων.

Από την αλληλεπίδραση του κατερχόμενου κλάδου του κυττάρου Hadley με τον ατμοσφαιρικό αέρα που συγκλίνει από τα μέσα γ. πλάτη και υπό την επίδραση της δύναμης Coriolis, προκύπτουν οι γνωστοί υποτροπικοί αεροχείμαρροι.