III. Anyag és energia áthelyeződési folyamatok az óceán-légkör rendszerben A nagy földi légkörzés

A besugárzás egyenlőtlen földfelszíni megoszlása miatt az egyenlítő és sarkvidéki területek között jelentős a hőmérsékleti és légnyomás különbség.

A felszín közelében a sarkok felett termikus eredetű magas-, az egyenlítő vidékén termikus eredetű alacsony nyomású övezet alakul ki (a felső troposzférában fordított a nyomáseloszlás, mivel a meleg légoszlopban kisebb a nyomáscsökkenés a magassággal. A köztük ható bárikus gradiens erő hozza mozgásba a légtömegeket. Ha a föld nem forogna egy légkörzési cella (az ún. Hadley cella) jönne létre:

A forgó Földön hat a Coriolis erő és a felszín közelében a súrlódási erő. Ezek hatására egy három cellás modell alakul ki. 8. dia A trópusokon a termikus egyenlítő mindenkori helye felett az erős felmelegedés intenzív feláramlást indít el Vízszintes légmozgás alig figyelhető meg. Ez az ún. Doldrum. 8. dia Innen a levegő a troposzféra felső részében a térítők irányába mozog DNy-i és ÉNy-i irányú szélként. A térítőkön túl, az É-i és D-i szélesség 30°-ánál leszálló légmozgású, dinamikus okokból kialakuló magasnyomású övezet jön létre.8. dia A felszín közelében a levegő egy része visszaáramlik a termikus egyenlítőhöz (Inter Tropical Convergence Zone), a Coriolis erő hatására ÉK-i és DK-i irányt véve fel. Ez a passzát szél.8. dia

A sarkvidéken a felszín feletti 1-2 km-es rétegben termikus okokból anticiklon alakul ki. A bárikus gradiens erő É-i ill. D-i légmozgást indít el, amiből a Coriolis erő hatására jönnek létre a ÉK-i és DK-i sarki szelek. 8. dia A mérsékelt öv átmenetet képez a trópusok és a sarkvidék légkörzési rendszere közt. Itt valósul meg a meridionális hőcsere, ami az övezet időjárását meglehetősen instabillá teszi. A 30°-nál leszálló levegő egy része nem tér vissza a termikus egyenlítőhöz, hanem behatol a mérsékelt övbe. A légmozgás iránya a Coriolis erő hatására DNy-i, ill. ÉNy-i lesz. Ezek a DNy-i és ÉNy-i sarki szelek. 8. dia Ahol ezek az enyhe légtömegek találkoznak a pólus felől érkező hideg sarkvidéki légtömegekkel, ott egy változó helyzetű, de állandóan fennálló ún. Stacionárius Éghajlati Front jön létre.

A front felület mentén a melegebb mérsékelt övi levegő felemelkedik és egy része a magasban visszatér a 30° térségébe, ahol visszatér a felszínre. Így záródik a mérsékelt övezet légkörzési cellája, az ún. Ferrel cella. A mérsékelt öv enyhe levegőjének egy része behatol a sarkvidéki területek fölé Ny-ias szélként. A pólus felett lehűlve leereszkedik és a felszínen a sarkkör felé indul ezzel zárja a sarkvidéki légkörzési cellát. 8. dia A sarkvidéki és mérsékelt övi légtömegeket elválasztó arktikus stacionárius éghajlati front azért is fontos mivel ennek lefűződő kanyarulataiból jönnek létre a mérsékelt övi ciklonok, amelyek fontos elemei a trópusok és a sarkvidék közötti hőcserének. A nagy földi légkörzés felszín közeli szelei (keleties sarki szelek és a passzát) a légkör alsó 1-2 km-ében meghatározóak. E fölött az egész troposzférában nyugati szelek uralkodnak.

A 30° szélesség mentén, a trópusi és mérsékelt övi légtömegeket határán található szubtrópusi stacionárius éghajlati front és az 50-60° szélesség mentén, a mérsékelt övi légtömegeket elválasztó arktikus stacionárius éghajlati frontok választják el bolygónk nagy szélrendszereit. Ezeket a front felületeket nevezik planetáris szélválasztóknak. A planetáris szélválasztók mentén a tropopauza alatt helyezkednek el a futóáramlások (jet stream) amelyek néhányszáz km-es sávban 2-300 km/órás sebességgel Ny-K-i irányban meanderezve futják körbe a Földet. A Sztratoszféra alsó részében szintén Ny-i szelek uralkodnak. A sztratoszféra felső részében (20 km felett, 80 km-ig) nyáron K-i, télen Ny-i szelek fújnak, sebességük a 80 m/s-ot is eléri. A termoszférában 100 km-ig Ny-i, felette nyáron Ny-i, télen K-i a szél.