miniatura|Velocitat vertical mitjana (en pascals per segon) a l'altura de pressió de 500 hPa al juliol del 1979 al 2001. L'ascens (valors negatius) es concentra prop de l'equador solar mentre que el descens (valors positius) és més difús; la seva distribució és una empremta de les branques ascendents i descendents de la circulació de Hadley|alt=Contour plot of global vertical velocities
La cèl·lula de Hadley, també coneguda com a circulació de Hadley, és una circulació atmosfèrica tropical a escala global que presenta aire que s'eleva prop de l'equador, flueix cap als pols prop de la tropopausa a una altura de 12 a 15 km per sobre de la superfície de la Terra, refredant-se i baixant als subtròpics al voltant dels 25 graus de latitud, i després tornant cap a l'equador prop de la superfície.
És una circulació tèrmicament directa dins de la troposfera que sorgeix a causa de les diferències d'insolació i escalfament entre els tròpics i els subtròpics. En una mitjana anual, la circulació es caracteritza per una cèl·lula de circulació a cada costat de l'equador. La cèl·lula de Hadley de l'hemisferi sud és lleugerament més forta de mitjana que la seva contrapart nord, s'estén lleugerament més enllà de l'equador fins a l'hemisferi nord. Durant els mesos d'estiu i d'hivern, la circulació de Hadley està dominada per una única cèl·lula transequatorial amb aire que puja a l'hemisferi d'estiu i s'enfonsa a l'hemisferi d'hivern. Es poden produir circulacions anàlogues en atmosferes extraterrestres, com ara Venus i Mart.
El clima global està molt influenciat per l'estructura i el comportament de la circulació de Hadley. Els vents alisis predominants són una manifestació de les branques inferiors de la circulació de Hadley, convergent aire i humitat als tròpics per formar la Zona de convergència intertropical (ITCZ) on es troben les pluges més intenses de la Terra. Els canvis a l'ITCZ associats a la variabilitat estacional de la circulació de Hadley causen monsons. Les branques que s'enfonsen de les cèl·lules de Hadley donen lloc a les dorsals subtropicals oceàniques i suprimeixen les pluges; molts dels deserts i regions àrides de la Terra es troben als subtròpics coincidint amb la posició de les branques que s'enfonsen. La circulació de Hadley també és un mecanisme clau per al transport meridional de calor, moment angular i humitat, contribuint al corrent en jet subtropical, als tròpics humits i mantenint un equilibri tèrmic global.
La circulació de Hadley rep el nom de George Hadley, que l'any 1735 va postular l'existència de cèl·lules de circulació que abasten l'hemisferi impulsades per diferències d'escalfament per explicar els vents alisis. Més tard, altres científics van desenvolupar arguments similars o van criticar la teoria qualitativa de Hadley, proporcionant explicacions i formalisme més rigoroses. L'existència d'una àmplia circulació meridional del tipus suggerit per Hadley es va confirmar a mitjans del quan es van disposar d'observacions rutinàries de la troposfera superior mitjançant radiosondes. Les observacions i la modelització climàtica indiquen que la circulació de Hadley s'ha expandit cap als pols des d'almenys la dècada del 1980 com a conseqüència del canvi climàtic, amb una intensificació acompanyada però menys certa de la circulació; aquests canvis s'han associat amb tendències en els patrons meteorològics regionals. Les projeccions del model suggereixen que la circulació s'ampliarà i es debilitarà al llarg del a causa del canvi climàtic.
Mecanisme i característiques miniatura|De mitjana, la circulació de Hadley es compon de dues cèl·lules als hemisferis nord i sud que circulen l'aire dins dels tròpics La circulació de Hadley descriu l'ample, tèrmicament directeUna circulació tèrmicament directa presenta, de mitjana, una pujada d'aire sobre les regions més càlides i un aire que s'enfonsa sobre les regions més fredes, donant lloc a que s'afegeixi calor a una pressió més alta que quan s'elimina la calor. Això difereix d'una circulació tèrmicament indirecta en què l'energia mecànica d'entrada permet que l'aire pugi sobre les regions més fredes i s'enfonsi sobre les regions més càlides. La refrigeració és anàloga a una circulació tèrmicament indirecta. i el gir meridionalEls moviments meridionals són en direcció nord o sud, al llarg de línies de longitud, mentre que els moviments zonals són en direcció oest o est, al llarg de línies de latitud. de l'aire dins de la troposfera a les latituds baixes. Dins de la circulació atmosfèrica global, el flux meridional d'aire promediat al llarg de les línies de latitud s'organitza en circulacions de moviments ascendents i descendents juntament amb el moviment de l'aire cap a l'equador o cap al pol anomenades «cèl·lules meridionals». Aquestes inclouen les destacades «cèl·lules de Hadley» centrades sobre els tròpics i les «cèl·lules de Ferrell» més febles centrades a les latituds mitjanes.
Les cèl·lules de Hadley resulten del contrast de la insolació entre les regions equatorials càlides i les regions subtropicals més fredes. L'escalfament desigual de la superfície de la Terra dona lloc a regions d'aire ascendent i descendent. Al llarg d'un any, les regions equatorials absorbeixen més radiació del Sol de la que irradien. A latituds més altes, la Terra emet més radiació de la que rep del Sol. Sense un mecanisme per intercanviar calor meridionalment, les regions equatorials s'escalfarien i les latituds més altes es refredarien progressivament en desequilibri. L'ampli ascens i descens de l'aire produeix una força de gradient de pressió que impulsa la circulació de Hadley i altres fluxos a gran escala tant a l'atmosfera com a l'oceà, distribuint la calor i mantenint un equilibri tèrmic global a llarg termini i subestacional.
La circulació de Hadley cobreix gairebé la meitat de la superfície terrestre, abastant aproximadament des del tròpic de Càncer fins al tròpic de Capricorn. Verticalment, la circulació ocupa tota la profunditat de la troposfera. Les cèl·lules de Hadley que comprenen la circulació consisteixen en aire transportat cap a l'equador pels vents alisis de la troposfera inferior que ascendeix quan s'escalfa prop de l'equador, juntament amb l'aire que es mou cap als pols a la troposfera superior. L'aire que es mou cap als tròpics es refreda i després s'enfonsa abans de tornar cap a l'equador cap als tròpics; la posició de l'aire que s'enfonsa associat a la cèl·lula de Hadley s'utilitza sovint com a mesura de l'amplada meridional dels tròpics globals. El retorn de l'aire cap a l'equador i la forta influència de la calefacció fan que la cèl·lula Hadley sigui una circulació tancada i impulsada tèrmicament. A causa de l'elevació de l'aire prop de l'equador i de l'enfonsament de l'aire a latituds més altes, es desenvolupa un gradient de pressió prop de la superfície amb pressions més baixes prop de l'equador i pressions més altes als subtròpics; això proporciona la força motriu per al flux cap a l'equador a la troposfera inferior. No obstant això, l'alliberament de calor latent associada a la condensació als tròpics també relaxa la disminució de la pressió amb l'alçada, donant lloc a pressions més altes als tròpics en comparació amb els subtròpics per a una alçada determinada a la troposfera superior; aquest gradient de pressió és més fort que el seu homòleg proper a la superfície i proporciona la força motriu per al flux cap als pols a la troposfera superior. Les cèl·lules de Hadley s'identifiquen amb més freqüència mitjançant la funció de corrent mitjana zonal i ponderada en massa dels vents meridionals, però també es poden identificar mitjançant altres paràmetres físics mesurables o derivables, com ara el potencial de velocitat o el component vertical del vent a un nivell de pressió particular.
Donada la latitud i el nivell de pressió , la funció del corrent de Stokes que caracteritza la circulació de Hadley ve donada per
on és el radi de la Terra, és l'acceleració deguda a la gravetat de la Terra, i és el vent meridional mitjà zonal a la latitud i el nivell de pressió prescrits. El valor de proporciona el flux de massa meridional integrat entre el nivell de pressió especificat i la part superior de l'atmosfera terrestre, amb valors positius que indiquen el transport de massa cap al nord. La força de les cèl·lules de Hadley es pot quantificar en funció de incloent els valors màxims i mínims o mitjanes de la funció del corrent tant en general com a diferents nivells de pressió. La intensitat de les cèl·lules de Hadley també es pot avaluar utilitzant altres magnituds físiques com el potencial de velocitat, la component vertical del vent, el transport de vapor d'aigua o l'energia total de la circulació.
Estructura i components L'estructura de la circulació de Hadley i els seus components es pot inferir mitjançant gràfics de mitjanes zonals i temporals dels vents globals a tota la troposfera. A escales de temps més curtes, els sistemes meteorològics individuals pertorben el flux del vent. Tot i que l'estructura de la circulació de Hadley varia estacionalment, quan els vents es fan una mitjana anual (des d'una perspectiva euleriana), la circulació de Hadley és aproximadament simètrica i es compon de dues cèl·lules de Hadley similars amb una a cadascun dels hemisferis nord i sud, que comparteixen una regió comuna d'aire ascendent prop de l'equador; tanmateix, la cèl·lula de Hadley de l'hemisferi sud és més forta. Els vents associats a la circulació mitjana anual de Hadley són de l'ordre de 5 m/s (18 km/h). Tanmateix, quan es fa la mitjana dels moviments de les parcel·les d'aire en oposició als vents en llocs fixos (una perspectiva lagrangiana), la circulació de Hadley es manifesta com una circulació més àmplia que s'estén més cap als pols. Cada cèl·lula de Hadley es pot descriure per quatre branques primàries del flux d'aire dins dels tròpics: Una branca inferior cap a l'equador dins de la capa límit planetària. Una branca ascendent prop de l'equador. Una branca superior cap als pols a la troposfera superior. Una branca descendent als subtròpics.
miniatura|La convergència de vents prop de l'equador dona lloc a la Zona de Convergència Intertropical, forçant l'aire a pujar i formant la branca ascendent de la circulació Hadley