W globalnym obiegu wiatru występują liczne prądy, które transportują zimno i ciepło, rozprowadzając je po całym globie . Wiele prądów jest napędzanych różnicami ciśnień, inne gęstością powietrza, jeszcze inne unoszeniem się pary wodnej z oceanów itd.
Dzisiaj porozmawiamy o słynnym prądzie strumieniowym. Składa się on z szybkich prądów powietrza, które krążą na dużych wysokościach wokół planety, z zachodu na wschód, wykorzystując przerwy między komórkami konwekcyjnymi. Chcesz wiedzieć, jak działa prąd strumieniowy i jaki ma wpływ na klimat?
Strumienie odrzutowe
Często określa się go jako pojedynczy strumień strumieniowy, ale wokół planety krążą cztery duże strumienie, po dwa na każdej półkuli.
Po pierwsze, mamy polarny prąd strumieniowy, zlokalizowany na 60° szerokości geograficznej zarówno na półkuli północnej, jak i południowej, który odpowiada za ogólną dynamikę atmosfery w średnich szerokościach geograficznych. Jest on również powiązany z ważnymi zjawiskami atmosferycznymi, takimi jak Wyż Azorski.
Mamy również subtropikalny prąd strumieniowy, który krąży wokół 30 ° i jest mniej ważny w meteorologii tego obszaru. Ponieważ ma to mniejszy wpływ na klimat, polarny prąd strumieniowy jest mniej nazywany i uważany tylko za ważny i warunkujący.
Prądy te występują niemal na skraju troposfery, na wysokości około 10 kilometrów w umiarkowanych szerokościach geograficznych, gdzie mogą osiągać niezwykłe prędkości, sięgające około 250 km/h, a nawet 350 km/h. Aby oszczędzać paliwo i skrócić czas podróży, wiele samolotów komercyjnych korzysta z tych prądów, wykorzystując siłę wiatru.
Prądy strumieniowe mają zazwyczaj szerokość około 200 kilometrów i grubość od 5.000 do 7.000 metrów, chociaż maksymalną prędkość wiatru osiągają tylko w ich centralnej części, zwanej rdzeniem prądu strumieniowego. Prąd strumieniowy, który oddziałuje na Półwysep Iberyjski, to polarny prąd strumieniowy.
Kiedy ten prąd został odkryty?
Badania nad tymi prądami powietrznymi rozpoczęły się podczas II wojny światowej, a pierwsze badania zostały upublicznione po jej zakończeniu, ponieważ badania te były tajemnicą wojskową podczas konfliktu. Japończycy jako pierwsi odkryli, że przez półkulę północną i południową krąży silny prąd powietrzny o niezwykłej prędkości, i wykorzystali to do wystrzelenia w stronę Amerykanów balonów uzbrojonych w bomby.
Początkowo Stany Zjednoczone nie obawiały się, że Japonia zaplanuje atak powietrzny, biorąc pod uwagę, że oba kraje dzieliło około 7.000 km i ocean. Odległość ta była praktycznie nie do pokonania dla ówczesnych samolotów. Jednak odkrycie prądu strumieniowego pozwoliło Japończykom na przeprowadzenie lotów rozpoznawczych aż do zachodniego wybrzeża USA, a także opracowanie pomysłowej metody ataku. Wypuścili z Japonii ogromne papierowe balony, każdy wypełniony materiałami wybuchowymi. Po dotarciu do prądu strumieniowego balony w rekordowym czasie przeleciały nad Pacyfikiem i, z pomocą timera, zrzuciły ładunki na cel. Udało im się zdetonować ponad 1000 ładunków wybuchowych, powodując pożary lasów w zachodniej części Stanów Zjednoczonych.
Charakterystyka strumienia strumieniowego
Dżet polarny powstaje bezpośrednio w obszarach, w których masy ciepłego powietrza pochodzące z równika zbiegają się z zimnymi prądami z bieguna północnego. Prądy te otaczają Ziemię i oscylują, tworząc fale, które wyglądają podobnie do meandrów rzeki.
W zależności od pory roku, strumień strumieniowy nie zawsze znajduje się na tej samej szerokości geograficznej ; zmienia się sezonowo. Latem i wiosną znajduje się on w okolicach 50° szerokości geograficznej północnej, a zimą w okolicach 35-40° szerokości geograficznej północnej. Zimą strumień strumieniowy jest znacznie silniejszy niż latem i osiąga większe prędkości. W miesiącach letnich masy ciepłego powietrza tropikalnego są silniejsze, co powoduje, że strumień strumieniowy przesuwa się dalej na północ. Z drugiej strony, zimą masy powietrza polarnego są silniejsze, co pozwala im rozprzestrzenić się dalej na niższe szerokości geograficzne.
Prąd strumieniowy odpowiada na powierzchni frontowi polarnemu, a jego pofalowania, zwane falami Rossby'ego , powodują powstawanie wysokich ciśnień po prawej stronie prądu i niskich ciśnień po lewej stronie, które na powierzchni odbijają się odpowiednio jako antycyklony (subtropikalne antycyklony, takie jak antycyklon na Azorach, który ma ogromny wpływ na Półwysep Iberyjski) i cyklony (atlantyckie cyklony frontu polarnego).
Zatem tor strumienia strumieniowego determinuje tor burz atlantyckich związanych z frontem polarnym. Tor strumienia strumieniowego zależy wyłącznie od jego prędkości. Przy wyższej prędkości prąd powietrza podąża z zachodu na wschód i łagodnie oscyluje. Ten typ cyrkulacji nazywa się strefową lub równoległą.
Z drugiej strony, wraz ze spadkiem prędkości prądu, fale stają się wyraźniejsze, generując głębokie doliny na południu i grzbiety na północy, które tworzą obszary niskiego i wysokiego ciśnienia na powierzchni. Ten typ cyrkulacji nazywa się azonalną lub południkową.
Rynny i grzbiet
Nizy utworzone przez wolniejszą cyrkulację polarnego prądu strumieniowego to wtargnięcia zimnego powietrza na południe od strefy strumieniowej. Nizy te charakteryzują się dynamiką cykloniczną i dlatego manifestują się na powierzchni jako układy niskiego ciśnienia.
Grzbiety są ich całkowitym przeciwieństwem. Pozwalają powietrzu tropikalnemu, o jego antycyklonalnej naturze , przenikać na północ , pozostawiając ślady cieplejszych temperatur i ładnej pogody. Kiedy niże i grzbiety mieszają się i naprzemiennie występują, powodują znaczną zmienność pogody w średnich szerokościach geograficznych.
Czasami te masy powietrza przemieszczone ze swoich zwykłych szerokości geograficznych mogą odłączyć się od głównego strumienia, będąc od niego odizolowanym. Jeśli ta masa powietrza oderwana od reszty strumienia pochodzi z koryta, nazywa się to izolowaną depresją na wysokich poziomach lub bardziej potocznie nazywaną zimną kroplą.
Antycyklon Azorów
Jak wspomniano powyżej, antycyklon Azorów ma ogromny wpływ na nasz klimat na Półwyspie Iberyjskim. Dlatego ważne jest, aby wiedzieć, co się z nim dzieje przez cały rok.
Pochodzą ze stref międzyzwrotnikowych w pobliżu równika. Ze względu na duże nasłonecznienie istnieje międzytropikalna strefa konwergencji charakteryzująca się obecnością burz. Wokół tego obszaru znajduje się duży obszar antycyklonów, które wytwarzają np. Saharę.
Jednym z antycyklonów jest Wyż Azorski. Wraz z nadejściem lata i wzrostem promieniowania słonecznego, antycyklon rozszerza się. Działa jak tarcza, uniemożliwiając frontom atmosferycznym dotarcie do większości Hiszpanii, co skutkuje niewielkimi opadami deszczu. Jedynym obszarem, który pozostaje bardziej narażony, jest północ, gdzie fronty przemieszczające się przez Europę Środkową mogą się przedostać. Dlatego nasze lata charakteryzują się bardzo małą ilością opadów i wieloma słonecznymi dniami, a obfitsze opady występują tylko na północy.
Zimą antycyklon kurczy się i cofa na południe. Taka sytuacja umożliwia napływ frontów znad Atlantyku, chroniąc jedynie część południowej Hiszpanii i Wysp Kanaryjskich. Otwiera to również drogę zimnym wiatrom z północy.
To, czy niektóre wiosny lub jesień są bardziej deszczowe, czy mniej, zależy od oscylacji antycyklonu Azorów, który zwykle nie porusza się płynnie, ale odbija się w górę iw dół. Kiedy łódź skręca w dół, pozwala frontom wpłynąć na Półwysep Iberyjski, a kiedy się skręca, zapobiega zbliżaniu się frontów do naszego półwyspu, zapewniając nam słoneczne dni i dobrą pogodę.
Jet stream i globalne ocieplenie
W mediach stale pojawiają się doniesienia, że ​​globalne ocieplenie i zmiany klimatu zwiększają częstotliwość i intensywność susz i powodzi. Jednak powód tego zjawiska nie jest wyjaśniony. Ma to związek ze zmianami, jakie wywołuje ono w prądzie strumieniowym.
Tylko w ciągu ostatnich 15 lat niszczycielskie susze w Kalifornii, fale upałów w Stanach Zjednoczonych i Europie Zachodniej oraz śmiercionośne powodzie w Pakistanie zostały zaostrzone przez antropogeniczne zmiany klimatu, które zmieniły te potężne prądy powietrza. Te zmiany w prądzie strumieniowym i jego związek z klimatem są kluczowe dla zrozumienia, jak powstają te zjawiska.
Należy pamiętać, że jeśli zmienimy te wzorce i mechanizmy ruchu ciepłych i zimnych mas powietrza, wywołamy więcej fal upałów, susz i wzrost wilgotności powietrza, co doprowadzi do nasilenia się powodzi. Niewielkie zmiany w tych prądach mogą mieć wpływ na globalny klimat, na przykład spowalniając masy powietrza. Co jednak może powodować spowolnienie zimnych i ciepłych mas powietrza krążących w prądzie strumieniowym? Zasadniczo mniejsza różnica temperatur między powietrzem tropikalnym a polarnym. Ta mniejsza różnica wynika z globalnego ocieplenia, ponieważ całe powietrze na planecie się ociepla.
Kilka badań wykazało, że działalność człowieka od czasów rewolucji przemysłowej spowodowała 70-procentowe zmniejszenie prędkości prądu strumieniowego. Może to prowadzić do wzrostu liczby ekstremalnych zjawisk pogodowych, takich jak susze i powodzie.
Jak widać, klimat planety jest dostosowany do tych prądów i są one mechanizmem, który musi być stabilny, jeśli chcemy, aby zjawiska meteorologiczne nadal zachodziły prawidłowo.
