Вчені підтвердили існування циркуляції Гадлея у атмосфері

Американський дослідник Енді Мей опублікував результати восьмирічної роботи, яка підтверджує існування циркуляції Гадлея в атмосфері Землі. Це дослідження стало продовженням ідей Ронана та Майкла Коннолі про молярну густину атмосфери. Майкл Коннолі раптово помер у серпні 2025 року.

Мей проаналізував дані з 1136 метеостанцій, які збирали інформацію за допомогою радіозондів з 1990 по 2025 рік. Це підмножина повної бази даних IGRA2, що містить 2921 метеостанцію. Дослідник використовував лише ті підйоми радіозондів, які мали щонайменше 90 рівнів тиску для точного визначення тропосфери.

Результати показали чітку зміну нахилу молярної густини на висоті приблизно 11,8 кілометра при тиску 204 гектопаскалі. На цій висоті середня молярна густина становить 11,9 моль на кубічний метр, середня температура мінус 53,8 градуса Цельсія, а відносна вологість 21 відсоток. Ця точка перетину розташована безпосередньо під класичною тропопаузою Всесвітньої метеорологічної організації майже скрізь на Землі, за винятком дуже холодного Південного полюса.

Ключовою проблемою попередніх досліджень Коннолі було те, що вони не картографували свої результати. Через це вони не могли побачити докази циркуляції Гадлея і припускали, що вона може не існувати. Мей стверджує, що циркуляція Гадлея існує, але це складна тривимірна циркуляція, а не проста двовимірна циркуляція північ-південь, як її часто зображують у літературі.

Дискусія про існування циркуляції Гадлея виникла після виступу Майкла Коннолі в Тусоні, штат Арізона, де Джон Клаузер поставив йому питання про океанічні круговороти. Клаузер вважав, що круговороти є доказом циркуляції Гадлея, тоді як Коннолі заперечував це.

Мей розробив програми для картографування та профілювання швидкості та напрямку вітру. Виявилося, що циркуляція Гадлея справді пов'язана з океанічними круговоротами. Високо в тропосфері повітря, що піднімається в міжтропічній зоні конвергенції, відхиляється горизонтально, коли стикається з високостратифікованою стратосферою, і рухається до полюсів в обох півкулях.

Коли зневоднене повітря досягає поверхні, воно нагрівається і створює регіон високого тиску з посушливим кліматом. Це пояснює існування субтропічних пустель, таких як Сахара, Австралійська пустеля та Атакама. Ці пустельні регіони виникають там, де вітри верхньої тропосфери змінюють напрямок і мають найповільнішу горизонтальну швидкість.

Дослідник зазначає, що циркуляцію Гадлея важко виявити, оскільки центр міжтропічної зони конвергенції постійно переміщується на північ і південь разом із Сонцем зі зміною пір року. У січні міжтропічна зона конвергенції розташована приблизно на п'ять градусів південної широти, і саме в цей період циркуляція Гадлея трохи сильніша, ніж в інші місяці.