三圈環流

由於赤道地區氣溫高，氣流膨脹上升，高空氣壓較高，受水平氣壓梯度力的影響，氣流向極地方向流動。又受地轉偏向力的影響，氣流運動至北緯30度時便堆積下沉，使該地區地表氣壓較高，又因為該地區位於副熱帶，故形成副熱帶高氣壓帶。赤道地區地表氣壓較低，於是形成赤道低氣壓帶。在地表，氣流從高壓流向低壓，形成低緯環流。

在地表，副熱帶高壓地區的氣壓較高，因此氣流向極地方向流動。在極地地區，由於氣溫低，氣流收縮下沉，氣壓高，氣流向赤道方向流動。來自極地的氣流和來自副熱帶的氣流在60度附近相遇，形成了鋒面，稱作極鋒。此地區氣流被迫抬升，因此形成副極地低氣壓帶。氣流抬升后，在高空分流，向副熱帶以及極地流動，形成中緯環流和高緯環流。

三圈環流理論，在氣象學中指逐漸被廢棄的有關地環風系的模式，它表示在南北半球各有3個平行的風圈或風帶。

三圈環流理論自T.伯傑龍最先提出（1928），後由C. G.羅斯貝作進一步發揮，用它代替喬治·哈得來在1735年所提出的哈得來環流模式。

哈得來模式表示在南北半球各有一個單一環流，在低空空氣向西並向赤道流動，在高空空氣向東並向極地流動。三圈環流理論假定在每個半球上各有兩個哈得來環流，一個出現在近赤道地區，一個出現在近極地區域。在兩個環流之間是費雷爾環流，在費雷爾環流圈中，地面空氣向東並向極地流動，高空則向西並向赤道流動。三圈環流理論較好地解釋了地表面所觀測到的風系：熱帶東風信風帶，中緯度西風帶和極地東風帶。但是，這個理論與下列事實不一致：在高空中緯度西風帶不是改變方向，而是風速變得更強；其次，在熱帶高空氣常常很弱，或根本不存在；並且在三圈環流中向極地輸送的能量不如熱帶大氣從太陽輻射中得到的能量為多。此外，三圈環流理論不能解釋大氣中角動量的輸送。

由於在熱帶和極地，東風帶的流動方向和地球自轉的方向相反，地面摩擦使其速度減慢（相對於地面），並不斷地從地球獲得角動量；又因為東風帶的速度保持不變，因此必須把獲得的角動量同時傳遞給中緯度西風帶。中緯度向東吹的風速快於地球轉動的速度，地面摩擦使其速度減慢並失去角動量傳給地球；這樣，它們也繼續保持比較穩定的速度。怎樣完成這種動量傳遞，三圈環流理論不能解釋特別清楚。現在有人認為，完成這種動量傳遞的中緯度是高低氣壓系統，即擾動，和長的駐波。

假設地球不自轉，地表性質均一，太陽直射赤道。此時引起大氣運動的因素是高低緯度之間的受熱不均。因而在終年炎熱的赤道地區，大氣受熱膨脹上升，在終年嚴寒的兩極地區，大氣冷卻收縮下沉。這樣，在高空，赤道形成高氣壓，氣壓梯度力的方向指向極地，大氣由赤道上空流向兩極上空。在近地面，赤道形成低氣壓，兩極形成高氣壓，氣壓梯度力的方向指向赤道，大氣由兩極流回赤道。因此，在同一半球，赤道和極地之間形成了單圈閉合環流。

地球的自轉，假設地表性質均一，太陽直射赤道，則引起大氣運動的因素是高低緯之間的受熱不均和地轉偏向力。

從北半球來看，赤道地區上升的暖空氣，在氣壓梯度力作用下，由赤道上空向北流向北極上空（南風）移動，受地轉偏向力影響，由南風逐漸右偏成西南風，在30°N附近上空堆積，於是產生下沉氣流，致使近地面氣壓升高，形成副熱帶高氣壓帶。近地面，在氣壓梯度力作用下，大氣由副熱帶高氣壓帶向南北流出。向南的一支流向赤道低壓，在地轉偏向力影響下，由北風逐漸右偏成東北風，稱為東北信風。同理南半球也會形成東南信風，東北信風與南半球的東南信風在赤道附近輻合上升，在赤道與副熱帶地區之間便形成了低緯環流圈。

近地面，從副熱帶高氣壓向北流的一支氣流，在地轉偏向力的作用下逐漸右偏成西南風即盛行西風。從極地高氣壓帶向南流的氣流（北風）在地轉偏向力影響下逐漸向右偏形成東北風，即極地東風。較暖的盛行西風與寒冷的極地東風在60°N附近相撞，在近地面形成暖鋒（極鋒）。暖而輕的氣流爬升到冷而重的氣流之上，形成了副極地上升氣流。上升氣流到高空，又分別流向南北，向南的一支氣流在地轉偏向力的影響下，由北風逐漸右偏成東北風，在30°N附近與來自赤道的高空西南風相撞形成冷鋒，加強了副熱帶高氣壓帶高空的下沉氣流，進一步升高副熱帶高氣壓帶的氣壓，於是在副熱帶地區與副極地地區之間構成中緯度環流圈；向北的一支氣流在北極地區下沉，是在副極地地區與極地之間構成了高緯度環流圈。由於副極地上升氣流使近地面的氣壓降低，於是形成了副極地低氣壓帶。

同理，南半球同樣存在著低緯、中緯、高緯三個環流圈。因此，在近地面，共形成了7個氣壓帶、6個風帶。