Jetstraum

Frå Wikipedia – det frie oppslagsverket

Hovudjetstraumen strøymer er ein kraftig vestleg vind i den øvre troposfæren

Ein jetstraum er ein rask, relativt smal luftstraum som ein finn i toppen av troposfæren. Dei blir danna på grensa mellom to luftmassar med forskjellig temperatur, slik som over polarfronten der varm tropisk luft møter kald polar luft.

Hovudjetstraumen er ein vestleg vind (frå vest mot aust) på både nordlege og sørlege halvkule. Bana til jetstraumen har vanlegvis ei bølgjande form, og desse bølgjene forplantar seg austover med lågare fart enn sjølve vinden. Desse bølgjene vert kalla Rossbybølgjer, og i forhold til sjølve luftstraumen forlplantar desse bølgjene seg vestover.

[endre] Skildring

Det finns to hovudjetstraumar, ein på kvar halvkule på midlare breidder som blir kalla den polare jetstraumen, og to mindre subtropiske straumar som ligg nærare ekvator. På den nordlege halvkula finn ein vanlegvis den polare jetstraumen mellom 30°N og 70°N, og den subtropiske jetstraumen mellom 20°N og 50°N. Det finns òg andre straumar som blir kalla jetstraumar, til dømes den ekvatoriale austlege jetten som ein har på nordlege halvkule om sommaren mellom 10°N og 20°N, men desse tar ein vanlegvis ikkje med når ein omtalar jetstraumar.

Vindstyrken varierar i forhold til temperaturgradienten, og er i snitt 55 km/t om sommaren og 120 km/t om vinteren, men ein har registrert fart opp til 400 km/t. Teknisk sett på vindstyrken vere høgare enn 90 km/t for at det skal kallast ein jetstraum.

I samband med jetstraumar oppstår det ofte eit fenomen som blir kalla klarluftturbulens (CAT), årsaka av vertikale og horisontale vindskjer som ein har i samband med jetstraumar. Klarluftturbulensen er kraftigaste på den kalde sida av jetten.

[endre] Årsak

Generelt finn vi den kraftigast vinden like under tropopausen (bortsett frå i tornadoar, tropiske syklonar og enkelte andre unntak). Visst to luftmassar med forskjellig temperatur møter kvarandre, vil trykkskilnaden som oppstår skape vind. Denne vinden er kraftigaste i den øvre troposfæren. Visst den eine luftmassen ligg nord for den andre, vil ikkje vinden strøyme direkte frå det varme til det kalde området, men blir avbøygd av Corioliskrafta og strøymer langs grenseflata av desse to luftmassane.

Alt dette kjem av termalvindforholdet. Balansen av dei vertikale kreftene som virkar på ein atmosfærisk luftpakke er i hovudsak mellom trykkgradientkrafta og tyngdekrafta, ein balanse ein kallar hydrostatisk likevekt. I det horisontale planet er dei dominerande kreftene utanfor tropene trykkgradientkrafta og Corioliskrafta. Balansen mellom desse blir kalla geostrofisk balanse. Visst ein har både hydrostatisk og geostrofisk balanse, kan ein finne termalvindforholdet, som seier at den vertikalderiverte av den horisontale vinden er proporsjonal til den horisontale temperaturgradienten. Altså er forholdet slik at når temperaturen minkar mot polane vil vinden ha ein større austleg komponent når ein kjem nærmare polane. Derfor kjem den vestlege jetstraumen rett og slett som eit resutlat av at ekvator er varmare enn polane.

Termalvindforholdet seier derimot ikkje noko om kvifor vinden er samla i smale jettar, og ikkje meir jamnt fordelt over heile halvkula. Det er to faktorar som skapar den smale jetten. Den ein er at syklonske forstyrringar på midlare breidder dannar frontar. Ein front er eit skarpt skille mellom to luftmassar av ulik temperatur. Jetstraumen over polarfronten er delvis eit resultat av desse prosessane på midlare breidder, sidan lågtrykk fører til at den temperaturkontrasten mellom nord og sør blir konsentrert i eit relativt smalt område.

Ei anna forklaring er meir nytt for å forklare den subtropiske jetten, som blir danna på polsida av den tropiske Hadleycella. Dette er ein sirkulasjon der luft stig over ekvator, strøymer mot polane når den kjem opp til tropopausen, og synk ned igjen over subtropene. Lufta held på sitt angulære moment, men flyttar seg òg nærmare rotasjonsaksen, så dei må spinne raskare i retninga av rotasjonen. Dette gjev òg ein auka austleg vindkomponent.

Polarfronten og den subtropiske jetten slår seg av og til saman i enkelte område, medan dei til andre tider kan ha lang avstand. Tidlegare trudde ein at polarfronten var ein struktur som oppstod uavhengig av dei syklonske trykksystema som ein då trudde oppstod på grunn av instabilitet i fronten. I dag veit ein at dei syklonske trykksystema (som lågtrykk) blir danna ved å trekke potensiell energi ut av den meridionale temperaturgradienten i ein prosess kjend som baroklin instabilitet, og at dei ekstratropiske lågtrykka som oppstår så pressar gradienten saman til ein front, og på den måten dannar jetstraumen over polarfronten.

Planeten Jupiter sin atmosfære har fleire jetstraumar som dannar den kjende bandstrukturen på planeten. Faktorane som styrer talet på jetstraumar i ein planetær atmosfære er eit aktivt forskingsområde innan dynamisk meteorologi. Modellforsøk har vist at om ein aukar radiusen til ein planet og ikkje endrar andre parameterar, vil talet på jetstraumar auke.

[endre] Oppdaging

Jetstraumen blei først oppdaga av atmosfæreforskarar på 1800-talet ved å bruke flygande dragar, og seinare varmluftsballongar, men før flytrafikken auka var dei såkalla «høgdevindane» (eller «kraftige vestavindar») av liten interesse.

Dei første forskarane til å utforske jetstraumane var den japanske meteorologen Wasaburo Ooishi tidleg på 1920-talet ved å følgje vêrballongar nær Fujifjellet. Mellom 1923 og 1925 målte Ooishi at dei høge vestavindane over Japan hadde same styrke uansett årstid. Sjølv om Ooishi hadde kontakt med World Meteorological Organization (WMO, på den tida kalla Internationan Meteorlogical Organization, IMO), og reiste til Tyskland og USA, var det ikkje mange som la merke til arbeidet hans sidan han skreiv artiklane sine på det internasjonale språket esperanto. Det var ikkje mange i det vitskaplege miljøet som brukte dette språket. Dette fekk konsekvensar for USA under 2. verdskrig då militæret i Japan festa bomber til store papirballongar, som så blei ført med jetstraumen frå Japan til USA. Enkelte av dei førte faktisk til tap av menneskeliv.

På 1930-talet, utan Ooishi sine data, byrja den internasjonale kunnskapen om desse «høgdevindane» sakte og vekse. Den amerikanske flygaren Wiley Post, som var interessert i området med lite luftmotsand under stratosfæren, arbeida i fleire år med å laga ei trykkdrakt av gummi. På ein flytur over Sibir seint på 1920-talet, fauk Post i stor høgde for å unngå fjell på grunn av dårlege kart. Her kom han over ei «kraftig elv av luft». På grunna av detet har Post blitt kjend for å ha oppdaga jetstraumen. I 1935 samarbeida medlemslanda i IMO i ein studie av den øvre troposfæren, som skulle hjelpe å forstå utviklinga av lågtrykk. Data frå desse studiane viser teikn på jetstraum, men blei ikkje oppdaga på den tida for det den var. Den tyske meteorlogen H. Seilkopf var den første til å ta i bruk ordet jetstraum (Strahlströhmung) i ein artikkel frå 1939.

Jetstruamen byrja å bli ein viktig faktor for flytrafikk under 2. verdskrig i samband med bombetokt frå store høgder. I 1943 hadde Royal Air Force eit tokt mot Gironde i Frankrike, og kraftig halevind fekk dei raskt fram til målet. Då dei skulle tilbake i den same kraftige vinden, som blei estimert til 380 km/t, fekk dette flyet til å ståle, og mannskapet måtte hoppe ut i fallskjerm over det okkuperte Frankrike kor dei blei tatt til fange. I 1944 kom ein bombeskvadro frå USA ut for jetstraumen då dei skulle bombe Kyoto og Tokyo, og fann ut at presisjonsbombing frå dei høgdene nesten var umogeleg. I 1946 forklarte Erik Palmén og andre meteorologar i Chicago teorien bak jetstraumen, og frå 1950 blei denne fullt ut akseptert.

[endre] Bruk

Plasseringa av jetstraumen er svært viktig for flytrafikken. Flytida kan kortast kraftig ned visst eit fly kan fly med jetstraumen, eller kraftig auka visst eit fly fyk i mot den. På lange flygingar er et ofte billigare å fly med jetstraumen heile vegen enn å ta den kortaste ruta mellom to punkt.

Meteorologane veit i dag at lågtrykksbanane blir styrt av jetstraumen, så kjennskap til plasseringa av jetstraumen er svært viktig vêrvarsling. Jetstraumen spelar òg ei viktig rolle i danning av superceller, kraftige toresystem som kan danne tornadoar.