Το Jet Stream

Ένα ρεύμα πίδακα ορίζεται ως ένα ρεύμα ταχέως κινούμενου αέρα που έχει συνήθως μήκος και πλάτος αρκετές χιλιάδες μίλια αλλά είναι σχετικά λεπτό. Βρίσκονται στα ανώτερα επίπεδα της ατμόσφαιρας της Γης στην τροπόπαυση - το όριο μεταξύ της τροπόσφαιρας και της στρατόσφαιρας (βλ. ατμοσφαιρικά στρώματα). Τα αεριωθούμενα ρεύματα είναι σημαντικά επειδή συμβάλλουν στα παγκόσμια καιρικά μοτίβα και ως εκ τούτου βοηθούν τους μετεωρολόγους να προβλέπουν τον καιρό με βάση τη θέση τους. Επιπλέον, είναι σημαντικά για τα αεροπορικά ταξίδια, επειδή η πτήση μέσα ή έξω από αυτά μπορεί να μειώσει τον χρόνο πτήσης και την κατανάλωση καυσίμου.

Ανακάλυψη του Jet Stream

Η ακριβής πρώτη ανακάλυψη του jet stream συζητείται σήμερα επειδή χρειάστηκαν μερικά χρόνια για να γίνει η έρευνα jet stream σε όλο τον κόσμο. Το jet stream ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1920 από τον Wasaburo Ooishi, έναν Ιάπωνα μετεωρολόγο που χρησιμοποίησε μετεωρολογικά μπαλόνια για να παρακολουθήσει τους ανέμους ανώτερου επιπέδου καθώς ανέβαιναν στην ατμόσφαιρα της Γης κοντά στο όρος Fuji. Το έργο του συνέβαλε σημαντικά στη γνώση αυτών των μοτίβων ανέμων, αλλά περιορίστηκε κυρίως στην Ιαπωνία.

Το 1934, η γνώση του jet stream αυξήθηκε όταν ο Wiley Post, ένας Αμερικανός πιλότος, επιχείρησε να πετάξει μόνος του σε όλο τον κόσμο. Για να ολοκληρώσει αυτό το κατόρθωμα, εφηύρε μια στολή υπό πίεση που θα του επέτρεπε να πετάει σε μεγάλα ύψη και κατά τη διάρκεια των προπονήσεων του, ο Post παρατήρησε ότι οι μετρήσεις του εδάφους και της ταχύτητας του αέρα διέφεραν, υποδεικνύοντας ότι πετούσε σε ρεύμα αέρα.

Παρά αυτές τις ανακαλύψεις, ο όρος "jet stream" επινοήθηκε επίσημα μέχρι το 1939 από έναν Γερμανό μετεωρολόγο ονόματι H. Seilkopf όταν τον χρησιμοποίησε σε μια ερευνητική εργασία. Από εκεί, η γνώση του jet stream αυξήθηκε κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου, καθώς οι πιλότοι παρατήρησαν διακυμάνσεις στους ανέμους όταν πετούσαν μεταξύ Ευρώπης και Βόρειας Αμερικής.

Περιγραφή και αιτίες του Jet Stream

Χάρη σε περαιτέρω έρευνα που διεξήχθη από πιλότους και μετεωρολόγους, γίνεται κατανοητό σήμερα ότι υπάρχουν δύο κύρια ρεύματα αεριωθουμένων στο βόρειο ημισφαίριο. Ενώ υπάρχουν ρεύματα πίδακα στο νότιο ημισφαίριο, είναι ισχυρότερα μεταξύ γεωγραφικών πλάτη 30°Β και 60°Β. Το ασθενέστερο υποτροπικό πίδακα βρίσκεται πιο κοντά στους 30° Β. Ωστόσο, η θέση αυτών των ρεμάτων αλλάζει καθ' όλη τη διάρκεια του έτους και λέγεται ότι «ακολουθούν τον ήλιο» αφού κινούνται βόρεια με ζεστό καιρό και νότια με κρύο. Τα αεριωθούμενα ρεύματα είναι επίσης ισχυρότερα το χειμώνα, επειδή υπάρχει μεγάλη αντίθεση μεταξύ των συγκρουόμενων αρκτικών και τροπικών μαζών αέρα. Το καλοκαίρι, η διαφορά θερμοκρασίας είναι λιγότερο ακραία μεταξύ των μαζών του αέρα και η ροή του πίδακα είναι πιο αδύναμη.

Τα αεριωθούμενα ρεύματα καλύπτουν συνήθως μεγάλες αποστάσεις και μπορεί να έχουν μήκος χιλιάδες μίλια. Μπορούν να είναι ασυνεχείς και συχνά να ελίσσονται στην ατμόσφαιρα, αλλά όλοι ρέουν ανατολικά με γρήγορη ταχύτητα. Οι μαίανδροι στο ρεύμα πίδακα ρέουν πιο αργά από τον υπόλοιπο αέρα και ονομάζονται κύματα Rossby. Κινούνται πιο αργά επειδή προκαλούνται από το φαινόμενο Coriolis και στρέφονται δυτικά σε σχέση με τη ροή του αέρα που είναι ενσωματωμένοι. Ως αποτέλεσμα, επιβραδύνει την κίνηση του αέρα προς τα ανατολικά όταν υπάρχει σημαντικός μαιανδρισμός στη ροή.

Συγκεκριμένα, το jet stream προκαλείται από τη συνάντηση των μαζών αέρα ακριβώς κάτω από την τροπόπαυση όπου οι άνεμοι είναι οι ισχυρότεροι. Όταν δύο αέριες μάζες διαφορετικής πυκνότητας συναντώνται εδώ, η πίεση που δημιουργείται από τις διαφορετικές πυκνότητες προκαλεί την αύξηση των ανέμων. Καθώς αυτοί οι άνεμοι προσπαθούν να ρέουν από τη θερμή περιοχή της κοντινής στρατόσφαιρας προς την ψυχρότερη τροπόσφαιρα, εκτρέπονται από το φαινόμενο Coriolis και ρέουν κατά μήκος των ορίων των αρχικών δύο μαζών αέρα. Τα αποτελέσματα είναι τα πολικά και υποτροπικά αεριωθούμενα ρεύματα που σχηματίζονται σε όλο τον κόσμο.

Σημασία του Jet Stream

Όσον αφορά την εμπορική χρήση, το jet stream είναι σημαντικό για την αεροπορική βιομηχανία. Η χρήση του ξεκίνησε το 1952 με πτήση της Pan Am από το Τόκιο της Ιαπωνίας στη Χονολουλού της Χαβάης. Πετώντας καλά μέσα στο jet stream στα 25.000 πόδια (7.600 μέτρα), ο χρόνος πτήσης μειώθηκε από 18 ώρες σε 11,5 ώρες. Ο μειωμένος χρόνος πτήσης και η βοήθεια των ισχυρών ανέμων επέτρεψαν επίσης τη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου. Από αυτήν την πτήση, η αεροπορική βιομηχανία χρησιμοποιεί με συνέπεια το jet stream για τις πτήσεις της.

Ωστόσο, μία από τις πιο σημαντικές επιπτώσεις του jet stream είναι ο καιρός που φέρνει. Επειδή είναι ένα ισχυρό ρεύμα αέρα που κινείται γρήγορα, έχει την ικανότητα να ωθεί τα καιρικά μοτίβα σε όλο τον κόσμο. Ως αποτέλεσμα, τα περισσότερα μετεωρολογικά συστήματα δεν κάθονται απλώς σε μια περιοχή, αλλά αντ' αυτού μετακινούνται προς τα εμπρός με το jet stream. Στη συνέχεια, η θέση και η ισχύς του jet stream βοηθά τους μετεωρολόγους να προβλέπουν μελλοντικά καιρικά φαινόμενα.

Επιπλέον, διάφοροι κλιματικοί παράγοντες μπορούν να προκαλέσουν μετατόπιση του ρεύματος πίδακα και να αλλάξουν δραματικά τα καιρικά μοτίβα μιας περιοχής. Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια του τελευταίου παγετώνα στη Βόρεια Αμερική, το ρεύμα του πολικού πίδακα εκτρέπεται προς το νότο επειδή το στρώμα πάγου Laurentide, το οποίο είχε πάχος 10.000 πόδια (3.048 μέτρα) δημιούργησε τον δικό του καιρό και το εκτροπή του νότια. Ως αποτέλεσμα, η συνήθως ξηρή περιοχή Great Basin των Ηνωμένων Πολιτειών παρουσίασε σημαντική αύξηση των βροχοπτώσεων και σχηματίστηκαν μεγάλες πλουβιακές λίμνες στην περιοχή.

Τα αεριωθούμενα ρεύματα του κόσμου επηρεάζονται επίσης από το El Nino και το La Nina. Κατά τη διάρκεια του Ελ Νίνιο, για παράδειγμα, η βροχόπτωση συνήθως αυξάνεται στην Καλιφόρνια επειδή το πολικό ρεύμα εκτόξευσης κινείται πιο νότια και φέρνει περισσότερες καταιγίδες μαζί του. Αντίθετα, κατά τη διάρκεια των γεγονότων La Nina, η Καλιφόρνια στεγνώνει και η βροχόπτωση μετακινείται στον Βορειοδυτικό Ειρηνικό επειδή το πολικό ρεύμα πίδακα κινείται πιο βόρεια. Επιπλέον, οι βροχοπτώσεις συχνά αυξάνονται στην Ευρώπη επειδή το ρεύμα αεριωθουμένων είναι ισχυρότερο στον Βόρειο Ατλαντικό και είναι ικανό να το ωθήσει πιο ανατολικά.

Σήμερα, έχει ανιχνευθεί κίνηση του jet stream προς τα βόρεια, υποδεικνύοντας πιθανές αλλαγές στο κλίμα. Όποια και αν είναι η θέση του jet stream, ωστόσο, έχει σημαντικό αντίκτυπο στα καιρικά μοτίβα του κόσμου και σε έντονα καιρικά φαινόμενα όπως πλημμύρες και ξηρασίες. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό οι μετεωρολόγοι και άλλοι επιστήμονες να κατανοήσουν όσο το δυνατόν περισσότερα σχετικά με το ρεύμα αεριωθουμένων και να συνεχίσουν να παρακολουθούν την κίνησή του, για να παρακολουθούν με τη σειρά τους τέτοιες καιρικές συνθήκες σε όλο τον κόσμο.