大気の循環について質問です。ハドレー循環の動きについて

ハドレー循環はなぜあのような動き方をするのでしょうか？

赤道付近が受熱量が一番大きいので、上昇気流が起きるのはわかるのですが、

なぜそのあと中緯度付近に移動し、下降するのですか？

⑴まず中緯度付近まで大気が移動する理由がわかりません

⑵なぜ中緯度付近で下降するのでしょうか？

⑶ハドレー循環を図表で見ると、北半球の大気は北半球の中緯度付近まで移動するように描いてあるのですが、北半球の低緯度地帯から南半球の中緯度地帯に大気が移動することはありますか？

⑴、⑵、⑶を教えてください。

No.1 回答者： hornblende_basalt 回答日時： 2017/02/11 19:58

（1）赤道付近の受熱量が一番大きいということは，その場所の空気は膨張して軽くなります．

理想気体の状態方程式PV=nRT（P：圧力，V：体積，n：物質量，R：気体定数，T：温度）で考えると分かると思います．
空気塊が膨張すると，ある体積に含まれている空気分子の数（＝質量），すなわち空気塊の密度が低下します．これが「暖められて軽くなった空気」です．見かけ上，空気の圧力が低下しますので，空気塊は圧力が釣り合うところまで上昇します．

暖められた空気塊は，対流圏の上層まで上昇しますが，その上の成層圏は下部ほど低圧，上部ほど高圧になりますので，それ以上上昇できなくなります．しかし下からはどんどん新しい空気塊が上昇してきます．
ところで，まずそもそもハドレー循環などの大気大循環は，赤道付近で受熱量が最も多く，逆に極付近で放熱量が最も多く，地球上には熱の不均衡が生じていますので，これを解消するため，赤道付近の熱を極付近へ移動させる必要があります．従って，低緯度地域で上昇した気塊は極方向へ移動します．

（2）しかし，なぜ極まで行かずに中緯度地域で下降してしまうのかが分かりません．上層を移動中に冷却されて（重くなって）下降しているのだろうとは思いますが，今数値的に証明できる証拠は持ちあわせていません．すみませんが調べてみます．

（3）図はあくまで模式図です．膨大な空気塊が上昇し，対流圏と成層圏の圏界面で極方向へ向かいますので，北極でも南極でも良いはずです．北半球の夏は，太陽の位置は赤道より北極側ですし，冬は赤道より南極側にあります．太陽光が垂直に入射する地点ほど受熱量が多いので，夏場は北半球の低緯度地域が最も蒸発量が多いでしょうし，冬場は南半球の低緯度地域が最も蒸発量が多いでしょう（海流も関係するのでそう単純ではないかもしれませんが）．自然現象ですので，そこまで厳密に「北半球で上昇した空気は必ず北極へ向かう」ということは無いと思いますよ．

この回答へのお礼

ありがとうございます！！

お礼日時：2017/02/12 06:21