Солнце нагревает разные широты и поверхности неодинаково. Возникают различия температуры и давления, а движение воздуха перераспределяет энергию. Вращение Земли отклоняет потоки, поэтому циркуляция не сводится к одному прямому подъёму у экватора и возврату у полюса. Met Office[3][1] описывает её как связанную систему крупномасштабных ячеек и ветров.[1]
Мгновенное поле ветра и многолетняя циркуляционная схема — разные представления. На конкретной карте видны погодные системы, а осреднение выявляет преобладающие потоки. Средний западный перенос не означает, что ветер в каждом месте и каждый день дует с запада: местные и временные отклонения могут быть значительными.
Ячейки, вихри и перенос влаги
В упрощённой зональной схеме выделяют ячейки Хэдли, Феррела и полярные ячейки. Подъём влажного воздуха в тропиках способствует облакам и осадкам; нисходящие области субтропиков часто связаны с засушливостью. Однако материки, океаны, горы и сезонный ход освещения нарушают симметрию. Схема полезна для объяснения общих закономерностей, но не заменяет региональный климат.
В средних широтах большую роль играют перемещающиеся циклоны и антициклоны. Их воздушные потоки переносят тепло и влагу и связывают разные широтные области. Струйные течения верхней тропосферы взаимодействуют с этими системами; изменение их положения способно менять маршруты штормов. Следовательно, важен не только приземный ветер, но и движение по всей толще атмосферы.
Пример связи океана и циркуляции даёт ENSO. NOAA описывает ослабление пассатов и циркуляции Уокера при Эль-Ниньо, сопровождаемое смещением областей тёплой воды и тропических осадков. Это колебание связанной системы океан–атмосфера, а не отдельный тёплый морской участок без воздействия на воздух.[2]
Экологические последствия изменений потока
Циркуляция определяет, откуда поступает влага и насколько долго сохраняются сухие или влажные условия. При блокировании обычное перемещение погодных систем затрудняется: в одной области может длительно держаться сухая погода, а соседняя получает повторяющиеся осадки. Met Office подчёркивает такую неоднородность последствий устойчивых областей давления.[3]
Потоки переносят также дым, пыль, пыльцу и газовые загрязнители. Изменение направления или высоты переноса может изменить воздействие даже при прежней мощности источника. Но одна циркуляционная схема не определяет концентрацию: вещество рассеивается, химически превращается и удаляется из атмосферы, а выбросы меняются во времени.
Атмосферная циркуляция распределяет тепло и влагу и переносит примеси между регионами. Средние схемы дополняют наблюдениями конкретного периода, чтобы объяснить текущий режим.