Grundmodell der vertikalen atmosphärischen Zirkulation zwischen Äquator und Polargebiet (Nordhemisphäre/Winter).

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Abbildung 1: Temperaturverteilung in Bodennähe und Zirkulation in der Nord-Hemisphäre im Winter (Januar), gemittelt entlang der Breitenkreise

Hier ist wieder die direkte Zirkulation in Äquatornähe enthalten mit den Ästen 1 bis 4.

Abbildung 2: Mittlere vertikale Temperaturverteilung sowie Zirkulation in der Nord-Hemisphäre im Winter (Januar), gemittelt entlang der Breitenkreise. Schaut man sich die Temperaturverteilung an, so zeigt der Winter (Mitteltemperaturwerte für Januar) im Nord-Polargebiet am Boden um -35°C, in mittleren Breiten (50 Grad, Deutschland) etwas unter 0°C; am wärmsten wird es in Äquatornähe mit einer Mitteltemperatur von 28°C, und dort liegt dann auch die tropische Regenzone.

Die Temperaturwerte in der gesamten Hemisphäre sind erwartungsgemäß deutlich niedriger als im Sommer.

Abbildung 3: Die zweite direkte Zirkulation findet sich mit den Ästen 1 bis 4 im Polarbereich: Dort wird ständig Kaltluft produziert, die spezifisch schwerer ist als die angrenzende Luft und somit in den unteren Atmosphärenschichten südwärts wegweht (Ast 1). Sie trifft zwischen 70 und 50 Grad Nord auf deutlich mildere und feuchtere Luft und steigt nun im Bereich der polaren Tiefdruckwirbel in höhere Atmosphärenschichten auf (Ast 2). Ein Teil strömt in der Höhe in Richtung Pol zurück (Ast 3), sinkt dort ab (Ast 4) und stützt somit das kalte Polarhoch.