Pasaty

Od czasów starożytnych żeglarzom wiadomo było, iż w pewnych miejscach wiatry nad powierzchnią Oceanu Światowego mają względnie stałą siłę i kierunek. Niekiedy jest to tylko spora częstotliwość występowania określonej cyrkulacji, kiedy indziej kierunek wręcz dla jakiegoś obszaru charakterystyczny.

Prócz równikowego pasa ciszy o niskim ciśnieniu – żeglarzom dobrze były znane tzw. końskie szerokości, czyli pasy ciszy o wysokim ciśnieniu w okolicach obu zwrotników. Tam właśnie najczęściej ginęły z braku wody i upałów przewożone do Nowego Świata konie. Ze strefą, położoną między równikiem a zwrotnikami wiąże się nieodmiennie zjawisko występowania stałych wiatrów, zwanych pasatami. Źródłosłowu tej nazwy jedni szukają w języku hiszpańskim (pasado), inni we flamandzkim (passaat). Marynarze jednego i drugiego kraju przekraczali równik, toteż trudno przyznać którejkolwiek nacji palmę pierwszeństwa.

Cyrkulacja pasatowa znana jest od wieku XVIII. Określił ją brytyjski prawnik, który bardziej niźli paragrafami zainteresowany był postępami w dziedzinie nauk fizycznych, w tym meteorologii, George Hadley. Przez około 7 lat konstruował on (wraz z braćmi – Johnem i Henrym) instrumenty pomiarowe na potrzeby Royal Society of London. Tak powstał m.in. teleskop newtonowski w 1721 r.

W 1735 r. Hadley przedłożył Towarzystwu swoją pracę, zatytułowaną „Concerning the Cause of the General Trade Winds”. Zajmował się w niej globalną cyrkulacją powietrza, m.in. tym, co dzieje się w okolicach równika. Hipoteza Anglika zakładała, iż w okolicach równika Słońce nagrzewa masy powietrza bardzo intensywnie, co daje w efekcie równikową strefę niżową. Uniesione do troposfery powietrze ulega podziałowi – część płynie na północ, część ku południowi. Pomiędzy 30-35 stopniem szerokości geograficznej północnej i południowej jest już na tyle wychłodzone, iż opada w dół, dając w okolicach zwrotników obszary wyżowe. Wiatry od równika ku zwrotnikom na wysokosci 2-3 tys. m – to antypasaty. Pasat powstaje z powietrza wychłodzonego antypasatu, którego część dociera do 60 stopnia szerokości geograficznych, ale większość powraca ku równikowi z prędkością 5-8 m/s, czyli nad oceanami do 4oB.

Tam cykl zaczyna się od początku. Powietrze się nagrzewa i rozpoczyna drogę ku troposferze… Tajemnicą było przed opublikowaniem pracy Hadley’a, dlaczego na półkuli północnej pasaty wieją z północnego wschodu, a na południowej z południowego wschodu. Meteorolog Royal Society of London wyjaśnił i to zjawisko. Powietrze przesuwa się wraz z kręcącą się wokół swej osi Ziemią, która wiruje z zachodu na wschód. Odchylenie jest powodowane przez różnicę prędkości liniowej w okolicach zwrotników i równika. Nazwano to potem efektem Coriolisa, od nazwiska francuskiego matematyka.

Strefa pomiędzy równikiem a zwrotnikami określana jest w meteorologii jako komórka cyrkulacji bezpośredniej Hadley’a. Z kolei miejsce, gdzie pasaty z obu półkul spotykają się ze sobą, nazywane jest Międzyzwrotnikową Strefą Zbieżności (Konwergencji) lub bruzdą niskiego ciśnienia.