大氣及其下墊面的海洋和大陸受太陽輻射加熱，產生的內能轉化為維持風場的動能，最終通過摩擦耗散的過程。
基本介紹
- 中文名：大氣能量循環
- 外文名：atmosphericenergy cycle
- 相關術語：三圈環流
- 學科分支：動力氣象學
描述,大氣中能量轉換事實,北半球大氣能量循環內容,
描述
大氣中能量的主要形式有基本形式和組合形式兩種。基本形式包括內能、位能、動能、潛熱能和壓（力）能；組合形式包括全位能、顯熱能（感熱能、焓）、靜力能、總能量等。大氣能量循環是診斷大氣環流的一個非常有用的工具，它能正確地反映氣候系統中多圈層相互作用和轉化的真實物理機制。
大氣中能量轉換事實
（1）平均經圈環流：哈得萊環流和費雷爾環流。哈得萊環流又稱正環流或直接環流，指相對暖的空氣上升，相對冷的空氣下沉，則大氣平均重心下降，平均重力位能減少，使平均全位能減少，即平均全位能轉換為平均動能。費雷爾環流也稱負環流或間接環流，指相對冷的空氣上升，相對暖的空氣下沉，則大氣平均重心升高，平均全位能增加，則平均動能轉換為平均全位能。總體講，高、低緯度（主要是低緯度）為平均動能製造區，而中緯度為平均動能耗損區，所以動能必須由低緯度向中緯度輸送才能維持全球平均動能的平衡，從而維持大氣平均經圈環流。
（2）局地垂直環流：局地熱力作用形成的擾動環流。如出現上升氣流對應暖中心，下沉氣流對應冷中心，則表示溫度場與垂直運動場正相關，此時平均全位能轉化為擾動動能；如出現上升氣流對應冷中心，下沉氣流對應暖中心，則表示溫度場與垂直運動為負相關，此時擾動動能轉化為平均全位能。
（3）發展的長波（斜壓不穩定長波）：又稱發展槽或前傾槽，溫度槽落後於氣壓槽。槽前暖空氣一邊向北運動，一邊上升，槽後冷空氣一邊向南運動，一邊下沉，平均全位能轉化為擾動動能，有利於槽的發展；若溫度槽先於氣壓槽，槽前暖空氣一邊向北運動，一邊下沉，槽後冷空氣一邊向南運動，一邊上升，則擾動動能減少，槽將衰減。
（4）斜槽（螺旋行星波）：如果槽線呈西北-東南向，稱為導式槽或導式波，如果槽線呈東北—西南向，稱為曳式波。將羅斯貝波槽脊線的傾斜統稱羅斯貝波的螺旋結構，也稱螺旋行星波或斜槽。
北半球大氣能量循環內容
大氣能量循環有如下內容：（1）由於太陽輻射的緯度差異，低緯輻射加熱和高緯輻射冷卻，形成了基本氣流的有效勢能；（2）通過中緯度的斜壓經向擾動（溫度槽落後與流場槽）對感熱的輸送，使得基本氣流的有效勢能轉換為擾動有效勢能；（3）通過中緯度斜壓經向擾動形成的暖空氣上升和冷空氣下沉，使得擾動有效勢能轉換為擾動動能；（4）通過中緯度羅斯貝波的螺旋結構對西風動量的輸送，使得擾動動能轉換為基本氣流的動能；（5）平均經圈環流（哈得萊環流和費雷爾環流）的淨作用使得基本氣流的動能轉換為基本氣流的有效勢能；（6）基本氣流的動能和擾動動能都由於摩擦而消耗；（7）年平均而言，北半球有少量能量注入南半球。
