Circulatie (atmosfeer) - (Algemeene lucht-c. in de atmosfeer). In de tweede helft der vorige eeuw werd door den Amerikaanschen mathematicus Ferrel*, een theorie opgesteld omtrent het bestaan eener algemeene l.c. in de atmosfeer, waarin tevens een verklaring omtrent het ontstaan van de passaten* lag opgesloten. Omstreeks het jaar 1855 gaf deze geleerde in een verhandeling als zijn meening te kennen, dat het luchtdrukverval van den aequator naar de tropen, dat hoog in de atmosfeer als gevolg van de temperatuurverdeeling in den dampkring zou bestaan, een luchtbeweging van den aequator naar de tropen zou veroorzaken. Boven de aequatorstreken zou de sterk verhitte lucht omhoog stijgen; aan de aardoppervlakte zou een stroom van koelere lucht, vanaf den keerkring en aequatorwaarts stroomend, — merkbaar als de passaatwinden — het door het op groote hoogte naar N. en Z. wegvloeien der lucht veroorzaakte tekort aanvullen, welke luchtstroomsteeds den stijgenden stroom zou voeden; een neerdalende luchtstroom boven de koudere streken der aarde en een toevloeien der lucht op middelbare breedten naar de keerkringen zou de c. sluiten.
Ferrel wees er echter op, dat de draaiing der aarde de oorzaak zal zijn, dat de horizontale luchtstroomingen, in de hoogere lagen van den aequator naar de polen, in de lagere in omgekeerden zin vloeiende, niet rechtstreeks N.Z. of Z.N. gericht zullen zijn, doch op een bepaalde wijze uit haar baan zullen afwijken. Hij toonde aan, dat het feit, dat de aarde draait, op de beweging van elk bewegend lichaam een bepaalden invloed heeft, hierin bestaande, dat het op het Noord, halfrond naar rechts, op het Zuid. naar links van zijn oorspronkelijke bewegingsrichting zal afwijken, (wat tot gevolg heeft, dat bv. een kogel, wanneer bij het richten van het schietwerktuig hiermede geen rekening is gehouden, rechts (links) van het doel zal vallen en dat het water in een snel stroomende rivier steeds den rechter(linker)oever sterker uitschuurt dan den linker(rechter). De lucht zal dus op de beide halfronden bij haar beweging van den aequator naar de polen een beweging naar het Oosten krijgen, waarvan de snelheid bij verdere verwijdering van den aequator in korten tijd zoozeer toeneemt, dat ze al spoedig verre overheerschend wordt over die der N.(Z.)-waartsche gerichte beweging, waardoor in de atmosfeer twee groote luchtwervels om de polen zouden ontstaan, waarin de lucht met een draaiingszin naar het O. gericht om de aardas roteert. De wervels reiken naar beneden tot op zeeniveau. Immers met een W.-lijke beweging zakt de lucht boven de koudere streken op hoogere breedten naar beneden en begint met een aanvankelijk de Z.-waarts gerichte in grootte ver overtreffende W.-lijke bewegingscomponent haar terugreis naar de keerkringen. De aardrotatie geeft evenwel ook deze terugstroomende beweging een afwijking naar rechts (links) en roept nu dus een naar het W. gerichte bewegingscomponent in het leven, welke de snelheid, waarmede de lucht langs de aarde en in het onderste atmosfeergedeelte naar het O. stroomt zal verkleinen en deze op een bepaalde breedte, ter hoogte der keerkringen geheel zal doen verdwijnen. Van hier te beginnen krijgt de lucht een O.-lijke bewegingscomponent en nadert op het Noord, halfrond als een NO.-lijke op het Zuid. als een ZO.-lijke wind den aequator, waar ze, met behoud van haar snelheid naar het O., omhoog gaat stijgen. Ferrel stelde zich dus voor, dat we in de constant waaiende NO.-lijke en ZO.-lijke winden, die we op de oceanen tusschen de keerkringen en den aequator waarnemen (de passaten), den toevoer hebben te zien voor den stijgenden stroom, die als gezegd met O.-waartsche beweging boven den aequator omhoog stijgt.
In de hoogere atmosfeerlagen gaat deze lucht, wanneer wij ons tot het Noord.halfrond beperken, als een aanvankelijk ZO.lijke door Z. tot ZW. en WZW. overgaande strooming naar het Noorden, om met een zuiver W.-lijke richting de aarde weer te naderen. Als een aanvankelijk WNW.-lijke luchtstroom welke op lager breedten door NW. tot NNW. draait, keert zij vervolgens naar de keerkringen terug, om als een zuiver N.-lijke strooming ter hoogte der keerkringen over te gaan in den NO.-passaat. Door berekening toonde hij verder aan, dat onder invloed der afwijkende krachten* der aardrotatie een bepaalde luchtdrukverdeeling tot stand zou moeten komen. Indien in den aanvang op zeeniveau overal gelijke luchtdruk bestond, zou deze luchtdrukverdeeling, wanneer de bovenbeschreven circulatie eenmaal tot stand gekomen zon zijn, zich wijzigen en wel zou aan den aequator een luchtdrukminimum ontstaan, ter hoogte der keerkringen zouden gordels van hoogeren luchtdruk worden aangetroffen, met toenemende breedte zou de luchtdruk vervolgens weer moeten afnemen tot minima ongeveer op den 60en breedtegraad, terwijl boven de beide polen permanente gebieden van hoogen luchtdruk zouden moeten worden gevonden. Afgezien van den storenden invloed door ongelijke verdeeling van land en zee komt de werkelijk heerschende gemiddelde luchtdrukverdeeling op aarde inderdaad hiermede overeen. Uitkomsten van geregelde wolkenwaarnemingen op verschillende plaatsen op het Noord, halfrond, die tot in het niveau der hoogste wolken een overwegend W.telijke richting der luchtbeweging deden zien met een geringe aequatorwaartsche gerichte bewegingscomponent, waren voor Ferrel een aanduiding van de juistheid zijner theorie, te meer, daar hij zich het scheidingsvlak tusschen de poolwaartsche beweging in het hoogste atmosfeergedeclte en de terugst oomende beweging naar den aequator in het lagere, kort boven van het niveau der hoogste wolken dacht. Het gebied van de stijgende luchtbeweging zou beperkt blijven tot boven de streken tusschen de keerkringen, terwijl N.- en Z.waarts daarvan onmiddellijk de dalende beweging een aanvang zou nemen. Sedert het begin dezer eeuw is door directe waarnemingen veel meer bekend geworden omtrent de C. in de atmosfeer, zoowel tusschen de keerkringen als in de gematigde streken der poolgewesten.
De Fig. geeft een beeld van het windsysteem der tropen en subtropen naar waarnemingen in het passaatgebied van den Atl. Oceaan op het Noord, halfrond en wel in het zomerhalfjaar. Ze doet zien, wat trouwens reeds bekend was, dat de langs het zeeoppervlak dikwijls met groote kracht waaiende N.O.-passaat niet hooger reikt dan maximaal 4 KM. (op 12“ N.B.), en daar, waar ze het krachtigst is, zelfs niet hooger dan 1 KM. (op 22° N.B.). Hooger in de atmosfeer waait de ZW.-antipassaat*, echter lang niet met die sterkte en regelmaat, als vroeger algemeen werd verondersteld. Als overheerschende wind (in de fig. aangegeven door de zwaarte der pijlen) is hij eigenlijk alleen merkbaar van 6 tot 10 KM. hoogte boven 25—30“ N.B. Tusschen 20“ en 35“ N.B. merken we dus een windsysteem op met W.-lijke bovenwinden*, dat typisch is voor de subtropen; ten Z. daarvan overheerschen tot de grootste hoogten winden uit O.-lijke richtingen, die het tropisch windsysteem karakteriseeren. De van de keerkringen door de passaten aangevoerde lucht stijgt boven den aequator omhoog en behoudt daarbij haar beweging naar het W.; hoog in de atmosfeer keert zij naar hooger breedten terug wat blijkt uit de ZO.-lijke, boven den 20en breedtegraad recht Z.-lijke winden, die bij verder nadering der keerkringen overgaan in den ZW.-antipassaat.
De sterkte dezer ZW.-lijke bovenstrooming neemt boven 12 KM. hoogte af; verder sluit zij niet aan de overheerschend sterke W.-lijke strooming, die karakteristiek is voor het windsysteem boven de gematigde streken, doch is daarvan gescheiden door een windgebied boven 35“ tot 40“ N.B., boven het centrum dus van den subtropischen anticycloon, dat wordt aangeduid als het meest veranderlijke windgebied der geheele atmosfeer, en dat kenmerkt, zich door uiterst zwakke meest naar het 0. gerichte winden met afwisselend N. en Z.-componenten. Ook de resultaten van andere dan bovenbesproken windwaarnemingen wijzen er op, dat er tusschen den aequator en de keerkringen een gesloten luchtcirculatie bestaat, die zich niet N. en Z. daarvan uitstrekt. Waarnemingen, die de gemiddelde luchtdrukverdeeling tot hoog in de atmosfeer om de geheele aarde hebben doen kennen, doen zien, hoe deze windverdeeling tusschen de keerkringen in overeenstemming is met de hier heerschende luchtdrukverdeeling en hebben verder aangetoond, dat het bestaan van een algemeene luchtcirculatie, als Ferrel die zich dacht, niet waarschijnlijk is. Verschillende omstandigheden leiden tot de gevolgtrekking, dat een gesloten circulatie tusschen de subtropen en de poolstreken op het Noord, halfrond alleen hierin kan bestaan, dat de lucht, die boven de oceanen van uit de subtropische luchtdrukmaxima (zie CENTRA VAN ACTIE) met een toenemende W.-lijke beweging naar de subpolaire minima stroomt, daarbij omhoog stijgt, en in de permanente gebieden van hoogen luchtdruk, welke in den winter boven de continenten (Siberië en Canada) en het geheele jaar door boven de Noordpoolstreken zijn gelegen, weer omlaag zakt. Vervolgens nadert ze langs een of anderen weg weer de luchtdruk minima boven den Atlantischen of den Stillen Oceaan, waarbij ze weer opstijgt, om met afwisselend stijgende en dalende beweging langs een gecompliceerde baan het oorspronkelijk uitgangspunt weer te bereiken.
