Jet stream

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Vizualizarea fluxurilor de jet peste America de Nord

În meteorologie, un jet jet (în engleză jet stream) este un flux de aer rapid canalizat, situat în „ atmosfera Pământului, în general chiar sub tropopauză și de-a lungul granițelor dintre masele de aer cu gradienți termici orizontali semnificativi.

Istorie

Primele indicații ale prezenței vânturilor puternice la altitudini mari datează din 1904, când Napier Shaw, bazat în esență pe date de analiză a solului și pe măsurători ale vântului de până la 4 km de altitudine, a observat o creștere a intensității până la o viteză de aproximativ 50 kn. la această altitudine. Ulterior, vânturi de până la 95 kn au fost înregistrate la o altitudine de 10 km pe verticala Paviei. În urma acestor observații din 1911, William Henry Dines a emis ipoteza că la o anumită altitudine trebuie să fi existat vânturi puternice între zonele ciclonice și anticiclonice, datorită puternicii baroclinicități prezente. Dezvoltarea sondelor atmosferice și a rețelelor de stații meteorologice a confirmat existența lor și abia după al doilea război mondial, odată cu apariția aviației comerciale, cunoștințele lor au fost aprofundate [1] .

Descriere

Amenajarea fluxurilor principale cu jet

Fluxul de jet este un râu de aer care curge în principal spre vest spre est în ambele emisfere pe câteva mii de kilometri, cu o secțiune transversală relativ mică, 60-120 km lățime pe 6-8 km înălțime și o viteză de la 150 km / h până la peste 360 ​​km / h. Prin definiție, zona în care temperatura și intensitatea vântului rămân constante se numește nucleul jetului sau nucleul . Există două tipuri principale de jet jet, primul cunoscut sub numele de jet polar polar este asociat cu celula polară și suferă aceleași variații geografice sezoniere, între 30 ° latitudine iarna și 50 ° vara, în timp ce al doilea numit curent subtropical jet , se deplasează sezonier între 20 ° și 50 ° din latitudine și este mai persistent decât primul. O a treia formă, cunoscută sub numele de jet ecuatorial sau estic , este prezentă numai în timpul verii boreale, are direcția opusă celorlalte, adică de la est la vest și este în general poziționată între ecuator și 20 ° latitudine nordică pe Continent.Africa și Oceanul Indian . Numele acestui fenomen ar fi fost inventat de meteorologul suedez Carl-Gustav Arvid Rossby .

Geneză

Formarea acestor fluxuri enorme de aer este explicată și tratată separat pentru fiecare tip de jet de jet, luând în considerare în primul rând aspectele termodinamice.

Flux de jet polar -PFJ-

Dislocarea fluxurilor de jet

Contactul unei mase de aer foarte reci din latitudinile mari, numită celulă polară , cu masele de aer mai calde din latitudinile medii, determină o diferență semnificativă de temperatură și presiune care favorizează o deplasare a fluxurilor de aer către zonele de convergență la altitudini aproape de tropopauză, care sunt deviate de forța Coriolis spre est și tind să curgă de-a lungul suprafeței de contact dintre cele două mase de aer. De fapt, dacă la suprafață frontul polar mai rece și mai dens tinde să se deplaseze spre masa de aer mai caldă, această configurație termică și barică se inversează treptat odată cu altitudinea până la nivelul tropopauzei frontului polar în sine, unde gradientul termic vertical tinde la zero, împotriva masei adiacente de aer cald, care, având o tropopauză mai mare, continuă să scadă odată cu altitudinea.

Această deplasare, lipsită de orice influență din fricțiunea cu solul, se intensifică de-a lungul limitei maselor de aer și, în cazul în care gradientul termic orizontal este semnificativ, poate pătrunde în stratosfera celulei polare, generând o fractură de tropopauză . Compresia acestei mase de aer dezvoltă pante puternice orizontale de-a lungul suprafeței de contact și pante verticale puternice între jet și tropopauză cu aer cald. Acest comportament poate fi demonstrat teoretic de vântul termic . De fapt, advecția aerului rece produce o rotație în sens invers acelor de ceasornic în altitudinea direcției vântului, aranjându-se astfel paralel cu linia frontului în avans și, în general, cu proiecția sa pe sol, la stânga acestuia din urmă.

Aspect

După cum am spus, urmărește avansarea celulei polare către latitudini mai mici și îi marchează mai mult sau mai puțin linia frontală. Prin urmare, acest jet jet are un aspect remarcabil ondulant, generând promontorii și buzunare, respectând aproximativ dispunerea undelor Rossby . Această cale sinuoasă continuă provoacă discontinuitate în intensitatea vântului, în special atunci când se aranjează de-a lungul meridianelor, nu mai primește o forță suplimentară de la Forța Coriolis .

Flux de jet subtropical -STJ-

Acest tip de jet jet, situat de-a lungul zonei de contact dintre celulele Hadley și Ferrel , adică între 20 ° și 30 ° latitudine în ambele emisfere, are o tendință mai stabilă, persistentă și liniară decât precedentul și practic traversează întreaga planetă de la vest spre est. Existența sa este inclusă în mișcările prezise de modelul general de circulație al atmosferei și poate fi dedusă prin aplicarea principiilor simple ale fizicii acestora, în special legea conservării impulsului . De fapt, observând mișcarea circulatorie a primei celule, se poate observa că masele de aer care cresc din cauza încălzirii la ecuator tind să se deplaseze în altitudine spre nord, atrase de mișcările descendente care sunt generate simultan de-a lungul banda de înaltă presiune a latitudinilor medii.

Cu toate acestea, în timpul acestei deplasări, aceste mase de aer, care inițial aveau un impuls direct proporțional cu viteza de rotație planetară de -a lungul ecuatorului, se deplasează spre latitudini care au o viteză de rotație din ce în ce mai mică, regăsindu-se astfel întotdeauna mai devreme decât la rotația Pământului. Teoretic, o particulă de aer în condiții de izolare care ar avea o viteză inițială de aproximativ 465 m / s la ecuator, păstrându-și impulsul, s-ar găsi zburând deasupra suprafeței Pământului la o latitudine de 30 °, care se rotește cu o viteză de aproximativ 402 m / s, cu o diferență relativă prin urmare egală cu 63 m / s, echivalentă cu 227 km / h. În realitate, aceste valori sunt, de asemenea, foarte variabile datorită interacțiunilor forțelor termodinamice generate de variațiile termice și barice care apar între cele două celule, deși nu sunt la fel de relevante ca cele dintre celula polară și celula de latitudine medie.

Aspect

Banda caracteristică de nori asociați cu fluxul de jet

Spre deosebire de precedent, acest jet menține o tendință destul de liniară, cu ușoare variații de direcție, în principal datorită prezenței lanțurilor montane și cu intensitatea legată de perioadele sezoniere, cu jetul emisferei nordice mai puternic în timpul verii boreale și invers. Localizarea sa este ușor de observat în imaginile din satelit prin prezența caracteristică a unei benzi consistente de nori, formată din nori caracteristici precum nori cirusi foarte rapizi cu filamente lungi, cirrocumulus aliniat în maluri, altocumulus lenticular și gros, altocumulus cu unde cu maluri paralele, perpendiculare la fluxul de aer numit degete [2] . Se poate observa, de asemenea, în partea stângă a jetului, pe partea sa rece, o zonă mare complet lipsită de umiditate, unde se presupune că au loc mișcările puternice descendente asociate cu zona de convergență.

Flux de jet estic -TEJ-

Acest ultim jet jet are o dezvoltare strict sezonieră și este direct legat de fenomenul musonului de vară. De fapt, vasta depresie generată de supraîncălzirea puternică a regiunilor deșertice din Asia Centrală provoacă o circulație zonală cu masele de aer aflate deasupra zonelor relativ mai reci ale Oceanului Indian. Această coloană de aer încălzită și ridicată, odată ce atinge altitudinea tropopauzei , tinde să se deplaseze din nou către latitudinile cele mai sudice ale Oceanului Indian, atrase de scufundările care sunt generate simultan deasupra mării. Această deplasare în altitudine, exact opusul a ceea ce se întâmplă la sol, tinde să presupună o mișcare de la est la vest, urmând configurația izobarică a nivelurilor înalte. Acest flux de aer este de obicei mai puțin intens decât alte fluxuri de jet, dar poate fi găsit la altitudini mult mai mari.

Alte tipuri de jet jet

Curent de jet polar pe timp de noapte

Singurul jet situat în atmosfera superioară, se formează în apropierea stratopauzei la o altitudine de aproximativ 25 km deasupra regiunilor polare în lunile de iarnă. Înconjoară complet vortexul polar , direcția sa este vestică și este generată datorită gradienților termici puternici din timpul nopții de iarnă, care durează șase luni. Poate atinge o viteză maximă de 160 km / h. Deși nu este direct implicat în dezvoltarea fenomenelor climatice, acest flux are o importanță considerabilă, deoarece blochează amestecarea aerului în interiorul și în afara vortexului polar în timpul iernii, astfel încât aerul bogat în ozon din latitudinile medii nu poate fi transferat către regiunile polare., lăsându-le sărace în acest gaz.

Fluxuri de jet de nivel scăzut -LLJ-

Destul de frecvent la nivelurile joase și medii ale atmosferei, adică între 1 000 și 4 500 de metri deasupra nivelului mării, geneza lor este strict sezonieră și este cauzată de stabilirea unor inversiuni puternice în gradientul termic orizontal tipic.

Flux de jet african de nivel scăzut -AEJ-

Este un jet orientat spre est care se formează în timpul verii boreale peste Africa tropicală cu o viteză maximă de 10-25 m / s, situat între altitudinile izobarice de 700 și 600 hPa. Existența acestui jet este asociată cu inversarea bruscă a gradientului termic orizontal tipic pe continentul african în timpul verii. Deasupra Saharei se generează un strat de aer uscat și nisipos, o anomalie termică vizibilă care se află mai la nord decât un strat de aer relativ mai rece lângă ecuator. Astfel, un puternic flux geostrofic estic se dezvoltă ca răspuns la gradientul semnificativ termic și umed prezent între Golful Guineei și Sahara . Un jet corespunzător, dar mai slab, se dezvoltă în apropierea nivelului izobaric de 700 hPa în Africa de Sud între septembrie și octombrie, ca răspuns la încălzirea din regiunile deșertice din sud-vestul Africii.

Flux de jet somalez

Este un curent cu direcția sud-vest situat de-a lungul coastelor central-estice ale Africii , cu o viteză maximă de 850 hPa care alimentează musonul de vară cu umiditate. Se formează în timpul verii boreale deasupra Canalului Mozambic și de-a lungul coastei Somaliei . Jetul este cel mai intens din iunie până în august, cu o viteză maximă medie lunară de 18 m / s, deși poate atinge vârfuri zilnice de 50 m / s.

Influențe meteorologice și climatice

Fluxurile de jet ajută la menținerea unui echilibru caloric prin schimburi de mase de aer. Fluxul de jet polar afectează perturbațiile latitudinii medii. Ele influențează calea sistemelor ciclonice temperate. Fluxurile subtropicale și de est influențează structura musonului.

Turbulențe în aer curat -CAT-

Gradienții puternici ai vântului vertical și orizontal sunt asociați cu curenții de jet. Dacă aceste straturi de aer care curg între ele la viteze diferite au caracteristici fizice diferite, cum ar fi densitatea și temperatura, se generează de-a lungul suprafeței de contact o serie de ondulații sau rotoare, cunoscute sub numele de unde gravitaționale , foarte asemănătoare cu ceea ce se întâmplă. pe suprafața apei generează valurile. Aceste condiții sunt mai pronunțate deasupra jetului în sine, în fața acestuia la altitudini mai mici și pe partea mai rece a miezului său. Deoarece acest tip de turbulență este perceptibil numai în afara norilor, este denumit în mod obișnuit turbulență în aerul limpede sau senin. Turbulența devine și mai intensă în depresiunile marcate ale nivelurilor superioare, unde apar variații bruște ale direcției și intensității vântului [3] .

Variabilitatea fluxurilor de jet

El nino north american weather.png

Poziția fluxurilor de jet se schimbă dramatic în perioadele de activitate ENSO ca răspuns la anomaliile temperaturii suprafeței oceanului și la schimbarea circulației atmosferice a Oceanului Pacific tropical. Rezultatul este o schimbare marcată a ciclogenezei, a mișcărilor perturbărilor și a anomaliilor valorilor globale ale temperaturii și precipitațiilor. De fapt, în timpul iernii El Niño, jetul subtropical se extinde peste Pacificul central și de est și tinde să fie mai intens. Acest lucru determină o mișcare mai spre sud a ciclonilor de latitudine medie. În consecință, condițiile de aer mai rece și umed prevalează în zonele tropicale și aerul mai cald și mai uscat decât în ​​mod normal în latitudinile medii.

Efecte asupra traficului aerian

Prezența fluxurilor cu jet joacă un rol important în planificarea rutelor aeriene comerciale. Cursul său de la vest la est face trecerile Atlanticului de pe continentul american spre Europa și din Europa spre Orientul Îndepărtat mai rapide. Cu toate acestea, unul dintre fenomenele legate de acesta, adică turbulența în aerul limpede, joacă un rol important în siguranța zborului, astfel încât este considerat unul dintre cele mai periculoase fenomene [4] .

Nefiind asociat cu niciun tip de nor și, prin urmare, nu poate fi detectat de radarul meteo de la bord, prognoza prezenței sale de-a lungul traseului are o importanță considerabilă, deoarece efectele produse sunt potențial dăunătoare atât pentru aeronavă, cât și pentru pasagerii înșiși. Din acest motiv, autoritățile aeronautice, prin intermediul serviciilor meteorologice locale, furnizează informații exacte despre locația preconizată a acestor zone, atât prin hărți ale vremii semnificative, cât și prin mesaje codificate de tip SIGMET . De obicei este posibil să se determine intensitatea turbulenței așteptate și să se evalueze posibilele consecințe.

Categoria turbulenței Accelerarea verticală a aeronavei (G) Răspunsul aeronavelor Experiență resimțită de pasageri
Ușoară 0,2-0,5 Variații ușoare și neregulate momentane ale altitudinii și / sau atitudinii O ușoară strângere a centurilor. Obiectele nelimitate pot fi mișcate ușor. Mersul este posibil cu ușoare dificultăți
Moderat 0,5-1,0 Schimbări de altitudine, atitudine și / sau viteză Strângerea distinctă a centurilor. Obiectele nelimitate sunt mutate. Mersul este dificil
Strict 1.0-2.0 Schimbări consistente și bruște de altitudine, atitudine și / sau viteză. Aeronava poate fi momentan scăpată de sub control Ocupanții sunt împinși violent împotriva centurilor de siguranță. Obiectele necontrolate sunt reliefate peste tot. Mersul pe jos este imposibil.
Extrem > 2.0 Aeronava este scuturată violent și este practic scăpată de sub control. Se pot produce daune structurale Sentiment de teroare

Notă

  1. ^ Lewis JM, American Meteorological Society , nr. 3, 2003, pp. 357-369, http://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/BAMS-84-3-357 .
  2. ^ Giuffrida și Sansosti, 2007 .
  3. ^ North și colab., 2014 .
  4. ^ Manual ENAV de Meteorologie

Bibliografie

  • Giuffrida A & Sansosti G, Manual de meteorologie, Gremese Editore, 2007 ISBN 8884404266
  • Mohanakumar K, Stratosphere Troposphere Interactions: An Introduction, Springer Science, 2008 ISBN 9781402082160
  • Barry RG & Chorley RJ, Atmosphere, Weather and Climate ediția a IX-a, Taylor & Francis Group, 2010
  • North GR, Pyle JA și Zhang F, Enciclopedia științelor atmosferice, volume 1-6, 2014

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Thesaurus BNCF 19262 · LCCN (EN) sh85070172 · GND (DE) 4183524-4 · BNF (FR) cb12494900f (data) · NDL (EN, JA) 00.574.991
Meteorologie Portal de meteorologie : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de meteorologie