东急流

Question

如果说大部分急流是西风的，也就是说它们是从西向东吹的，那么热带/赤道急流为什么是从东向西吹的呢?

Answer 1

看看NCAR NCEP再分析的200 hPa风的年度气候学，注意到中纬度地区有很大的西风(对于一个自西向东旋转的行星来说)。另一方面，在一个纬度圈内的平均(纬向平均)，低纬度热带和赤道有大大东风。参考印度洋和太平洋上赤道东西环流的年周期认为中太平洋上空的热带高空辐散是印度洋和西太平洋上空赤道偏东气流出现的原因。另一方面，在东太平洋和东大西洋上空的年平均赤道高空风有较大的西风带(如果要进行纬向区域平均)。

除北方夏季外，赤道上空的偏东气流在年尺度上从未完全接近“急流”的定义。所以人们需要看季节尺度来解释所谓的热带东急流．

从这两篇开创性的论文中Koteswaram TEJ而且Raghavan K TEJ 1973(可在付费墙后，转载在这里-热带东急流的起源)，在印度次大陆上空存在一个反气旋，又称西藏反气旋。热带东急流(TEJ)被认为与西藏有关反气旋．西藏反气旋出现在对流层上部(100 ~ 150 hPa)。

在上面这张来自NCEP NCAR再分析数据的图像中，展示了6月至9月100 hPa位势高度的气候学，人们可以清楚地看到西藏反气旋是更广泛的季风反气旋的一部分。

因此，西藏反气旋的位置与季节变化是一致的。冬季，西藏反气旋向南移动(北纬10度左右)，夏季向高纬度地区移动。

反气旋的低层在北方夏季向赤道倾斜，在冬季向极地倾斜。然而，反气旋的上层一年四季都向极地倾斜。

Koteswaran和Raghavan计算了反气旋向赤道流出气流的纬向分量，似乎与与印度夏季风有关的上层偏东风气流(供应管理协会(ISM))．但这似乎与青藏高原上的热梯度产生的风有很强的对比。因此，风似乎仅仅是由热的原因引起的．由于与ISM相关的垂直运动，TEJ在很大程度上受上层温度分布的影响。青藏高原同时受到感热和潜热的影响，形成了青藏高原热带气旋表面热低

考虑到观测到的地表压力的气候学(这个地表压力有不在6月至9月期间，该数据表明平均值在500 hPa左右，这可能有助于研究500 hPa气候学的温度。

为什么要看500 hPa的温度面?这是因为500 hPa是青藏高原(高原)的平均地表压力。通常海平面上的500百帕气压面在5公里的高度。从500 hPa的温度表面可以再次清楚地看到，青藏高原提供了一个更高的热源。

克里希那穆提季风模型提供详细的解释

副热带急流的南向外流提供了一种机制，使涡旋动能转化为平均气流的动能，这一切都发生在250 hPa以上。平流层东风向下渗透到TEJ的北支。最重要的是，在西藏反气旋临近造成的压力梯度增大的区域，有效势能转化为动能，以及科里奥利力将非绝热转化为TEJ的动能。

上图直观地反映了文中的解释，即副热带急流偏南流出+科里奥利力。

Answer 2

由于青藏高原变暖导致上升运动，最终在科里奥利效应下形成了偏东急流

Answer 3

我在这里猜测，但有两种东西似乎机械地形成了有组织的集中的空气河流，即喷射气流。我已经绝望地找不到任何好的气象学家网站或链接，除了宏大的模糊的挥手手势之外，这些手势大多过度解释了科里奥利力和无关的复杂性。这是我认为真正有组织的流是如何形成的。

我们需要谨慎地假设不同的温度导致了实际的气流。我不认为这是一个有用的观点。当然，建立有组织的Polar单元、Ferrel单元和Hadley单元需要不同的温度，但对实际气流形成的解释的核心仅仅是考虑动量和阻力。

如果一个法雷尔单元的地表风(不是同一法雷尔单元的高海拔气流)向北吹，它在地球上的半径就会减小。它变得更接近地球的自转轴。这意味着它的相对速度总是比它所连接的空气的相对速度更向东。这就是科里奥利力。好的，所以我们在整个法雷尔气旋带得到东北低风，逐渐变得更靠东更靠北。但是为什么在法雷尔单元的北缘会突然出现不连续的速度增加，从而产生高速气流呢?好。因为在整个过境过程中，这些低空风在法雷尔风胞内向北移动时，在遇到大气阻力的情况下，每向北移动一英寸，它们就必须轻轻地向东推进更多。他们向东的加速度受到大气阻力的限制。

但突然间，这些北风在遇到极地气旋时停止了向北移动，被迫直接向东偏转。它们不再被它们以北旋转速度较慢的大气拖下来，因为它们只是向东移动。这意味着通常会将这些趋向东北的风拉下来的大气主要是由它们的邻居法雷尔风组成的，这些风在一段时间内一直与它们平行于东北方向，但在遇到极地风的阻碍后，它们也突然转向了正东方向。现在，在法雷尔环流单元的北部边界，这些风都排成一行向东移动，它们开始向法雷尔环流单元的顶部上升，然后转向南方，继续在法雷尔环流单元中循环，它们向东的动量现在都在一起，沿着纬度线(与赤道平行)彼此完全对齐，并将它们的多余动量集中在一个小得多的区域内(比极地单元和法雷尔单元边界的周距离还要小)。动量向东的变化集中在这一边界处，因为法雷尔风群(Ferrel Cell)被迫突然转向东方，因此它们试图相互加速。一个类似想法的视觉图片是，五个人并排穿过一条森林线——就像低水平的东北法雷尔细胞风。然后，它们突然转了90度，因为它们的对齐，穿过森林的颠簸就少了很多——就像那些法雷尔细胞风一样，当它们在循环细胞边界处相互对齐时。这些风遇到的大气层通常会限制它们向东加速，现在由类似的法雷尔风组成，这些风在大转向向南时试图向东加速。其结果是在相对较短的距离内减少大气阻力。 Boom: Jet stream.

你可能会想，为什么在，比如说，法雷尔单元的北部边界，不再有一个向北的速度分量，但仍然提供一个向东的力来推动急流，因为当向北的速度为零时，科里奥利力的向东分量消失了。这是因为滞后。当空气停止向东北移动并偏转到正东方时，向东的压力并没有立即完全平衡。

如果这一切都是事实，那么为什么亚热带急流也东移呢?只有接近细胞边界的空气才能产生喷射;不是空气从这样的边界撤退，因为上述机制。因此，只有哈德利单元的上层空气才能在法雷尔单元和哈德利单元之间的边界形成高速气流。

最后，为什么法雷尔微胞上游的南向气流没有形成向西移动的急流?如果您检查环流单元的剖面视图，请注意发生南北反转的高度。在极地环流和哈德利环流中，由于各个环流的锋面边界呈奇怪的倾斜，应该产生向西吹的急流的逆转发生在低空，在那里太多的干扰阻碍了有组织的流动。记住，即使是法雷尔单元的低海拔部分也不能形成急流，直到它在转弯时转移到单元的高区域。此外，Ferrel Cell是向后运行的。也就是说，它是热间接的，所以不像极地和哈德利单元那样由表面加热的差异驱动，因此它更弱，由它的邻近单元驱动，这些单元是热直接的。如果条件合适，偶尔会从这些正常的湍流区域形成向西流动的亚热带急流，但通常不是这样。

应该记住，在行星尺度上，这些喷流是相当微弱的、破碎的、不连续的，而且很容易中断。例如，如果全球变暖降低了极圈和法雷尔圈之间的温度变化的清晰度，边界就会变得不那么清晰，并可能向下波动进入美国中部，这就是新闻中所说的极涡。

唉，我不能支持这些，因为我在任何地方都没有看到过。这可能都是错的，但它似乎足够直截了当，是合理的。

Answer 4

你是在问来自太阳的能量导致循环细胞循环吗?如果是的话，这是比较简单的部分。我听起来好像很清楚自己在说什么，但我并不是一个可靠的消息来源。但以下是我的分析:

太阳以陡峭的角度加热赤道的地球，从而为赤道的空气提供了大量的热量。这种空气在赤道上空像一座山一样膨胀和增长。因为山上的空气质量和以前一样(分子数相同)，所以它在地面上的重量也一样。但事实并非如此。在赤道上方的高层大气中膨胀的空气堆积成山，向下向北溢出，因为向北扩张较少的大气顶部较低。但是，当这些下坡的空气向北移动时，它在较冷的高度度过的时间，以及在高纬度地区较少的太阳直射光线导致它变冷，变得更密集。它变得比空气更稠密，它在哈德利环流的北缘落下，所以它下沉。为什么它向南移动来完成这个循环?因为环绕赤道的不断上升的气柱在上升并从山上溢出时造成地面持续的低压状态。如果空气从赤道的空气山上溢出来，那座山就比以前轻了。 That the mountain got high to start with would not change its weight or the pressure at the equator. The pressure at the equator is always low because the rising mountain of expanding air is forever spilling downhill to the north and causing fewer molecules and atoms of atmosphere to occupy that mountain that sits on the equator.

注意，极性单元的功能就像哈德利单元。但是您可能注意到，Ferrel Cell与我刚才描述的动态相反。这是因为哈德利电池和极地电池都是“热直接”的，或者说运行方式正确。法雷尔单元不是由我刚才描述的动力学运行的，因为它是“热间接的”，由与哈德利单元和极性单元碰撞的边界效应提供动力和支持。我没有很好地掌握热间接单元是由它的邻居单元驱动的，但我有一种感觉，它与极地单元引起的法雷尔单元北缘的大气抬升有关(与哈德利单元的边界相反)，也许鼓励上层大气向南下坡流动，但孩子，这是一个范围。