哈得來環流

1735年英國氣象學家喬治·哈得來（George Hadley）針對盛行西風與信風的形成原因提出了大氣存在一種經向環流的假設。他認為赤道地區長時間被太陽照射，空氣因受熱後温度升高、密度降低而上升，之後向兩極移動；氣流隨着緯度變高温度下降、密度增大，之後落回地表附近又向赤道移動，形成了一個大氣環流圈。

經驗證，確實如哈得來所想存在那樣一個經向環流圈，但是由赤道上升的氣流並未能到達兩極，而是在30°N（S）附近便沉降，之後以信風形式回到赤道。因此後世便將該大氣環流稱為“哈得來環流”。

赤道地區日照時間長，空氣受熱增温，密度變小；暖空氣在赤道地區上升，分別於高空向南北半球移動，移動過程中温度下降，密度增大；一般到達30°N（S）附近氣流開始下沉，然後於低空流回赤道。如圖1所示。它是一個閉合的經向環流圈，在熱力推動下自發形成，屬於直接環流圈。

以北半球為例，冬季的哈得來環流最強，由赤道上升，在30°N下沉，總質量輸送較多；夏季最弱，且北移了10～20個緯度，總質量輸送較少。哈得來環流造成的各種物理量輸送是維持東西風帶和平均温度場的重要機制之一。

圖1 哈得來環流圈形成示意圖

在哈得來環流的作用下，低緯度暖空氣上升至高空後再向北輸送的過程中，由於地球自轉產生的地轉偏向力作用下轉向（北半球向右偏轉，南半球向左偏轉，均產生西風氣流），西風氣流隨着緯度增加而加強，以致在副熱帶緯度帶上空產生了副熱帶急流。在急流形成的同時，急流的南（北）側向北（南）極移動的空氣在該處堆積而下沉，形成了對流層中部和下部副熱帶高壓帶。 ^[1] 

赤道地區日照時間長、太陽高度角大、太陽輻射量大，赤道地區垂直上升氣流強；信風在此輻合形成赤道低壓，空氣上升；又由於底層大氣氣流由兩極向赤道流動，副熱帶高壓地區的水汽便隨即運往赤道低壓區。因此赤道地區常形成對流降水，降水充沛。