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Der polare Strahl kann sich mit einer Geschwindigkeit von mehr als 180 km / h fortbewegen. Hier sind die schnellsten Winde rot gefärbt; langsamere Winde sind blau.
Wolken entlang eines Jetstreams über Kanada.

Jetstreams sind schnell fließende, schmale, mäanderförmige Luftströmungen in der Atmosphäre einiger Planeten, einschließlich der Erde . [1] Auf der Erde befinden sich die Hauptstrahlströme in der Nähe der Tropopause und sind Westwinde (die von West nach Ost fließen). Ihre Wege haben typischerweise eine mäanderförmige Form. Jet-Streams können starten, stoppen, in zwei oder mehr Teile teilen, sich zu einem Stream zusammenschließen oder in verschiedene Richtungen fließen, einschließlich entgegengesetzt zur Richtung des restlichen Jets.

Übersicht [ Bearbeiten ]

Die stärksten Strahlströme sind die polaren Düsen , bei 9-12 km (30,000-39,000 ft) über dem Meeresspiegel und die höheren Höhenlage und etwas schwächer subtropische jets bei 10-16 km (33,000-52,000 ft). Die nördliche Hemisphäre und die südliche Hemisphäre haben jeweils einen Polarstrahl und einen subtropischen Strahl. Der Polarjet der nördlichen Hemisphäre fließt über die mittleren bis nördlichen Breiten Nordamerikas , Europas und Asiens und ihrer dazwischen liegenden Ozeane , während der Polarjet der südlichen Hemisphäre das ganze Jahr über hauptsächlich die Antarktis umkreist .

Jetstreams sind das Produkt zweier Faktoren: der atmosphärischen Erwärmung durch Sonnenstrahlung , die die großflächigen Polar-, Ferrel- und Hadley- Zirkulationszellen erzeugt, und der Wirkung der Coriolis-Kraft, die auf diese sich bewegenden Massen wirkt. Die Coriolis-Kraft wird durch die Rotation des Planeten um seine Achse verursacht. Auf anderen Planeten treibt innere Wärme anstelle von Sonnenwärme ihre Strahlströme an. Der Polarstrahl bildet sich nahe der Grenzfläche der Polar- und Ferrel-Zirkulationszellen; Der subtropische Strahl bildet sich nahe der Grenze der Ferrel- und Hadley-Zirkulationszellen. [2]

Es gibt auch andere Jetstreams. Während des Sommers auf der Nordhalbkugel können sich in tropischen Regionen östliche Jets bilden, in denen trockene Luft in großen Höhen auf feuchtere Luft trifft. Low-Level-Jets sind auch typisch für verschiedene Regionen wie die zentralen Vereinigten Staaten. Es gibt auch Strahlströme in der Thermosphäre .

Meteorologen verwenden die Position einiger Jetstreams als Hilfe bei der Wettervorhersage . Die wichtigste kommerzielle Relevanz der Jetstreams liegt im Flugverkehr, da die Flugzeit durch das Fliegen mit oder gegen den Strom dramatisch beeinflusst werden kann, was zu erheblichen Einsparungen bei Treibstoff und Zeitkosten für Fluggesellschaften führt. Aus diesem Grund arbeiten die Fluggesellschaften häufig daran, mit dem Jetstream zu fliegen. Dynamische Nordatlantikgleise sind ein Beispiel dafür, wie Fluggesellschaften und Flugsicherung zusammenarbeiten, um den Jetstream und die Winde in der Luft aufzunehmen , was den größtmöglichen Nutzen für Fluggesellschaften und andere Benutzer bringt. Turbulenzen bei klarer Luft, eine potenzielle Gefahr für die Sicherheit von Fluggästen, wird häufig in der Nähe eines Jetstreams gefunden, führt jedoch nicht zu einer wesentlichen Änderung der Flugzeiten.

Entdeckung [ Bearbeiten ]

Nach dem Ausbruch des Krakatoa-Vulkans im Jahr 1883 verfolgten und kartierten Wetterbeobachter die Auswirkungen auf den Himmel über mehrere Jahre. Sie bezeichneten das Phänomen als "äquatorialen Rauchstrom". [3] [4] In den 1920er Jahren entdeckte ein japanischer Meteorologe, Wasaburo Oishi , den Jetstream von einem Ort in der Nähe des Mount Fuji . [5] [6] Er verfolgte Pilotballons , auch Pibals genannt (Ballons zur Bestimmung der Winde in der oberen Ebene), [7] als sie in die Atmosphäre aufstiegen. Oishis Arbeit blieb außerhalb Japans weitgehend unbemerkt, da sie in Esperanto veröffentlicht wurde . Amerikanischer Pilot Wiley PostAls erster Mann, der 1933 alleine um die Welt flog, wird oft die Anerkennung von Jetstreams gewürdigt. Post erfand einen Druckanzug, mit dem er über 6.200 Meter fliegen konnte. Im Jahr vor seinem Tod unternahm Post mehrere Versuche eines transkontinentalen Höhenfluges und stellte fest, dass seine Bodengeschwindigkeit zeitweise seine Luftgeschwindigkeit weit überstieg. [8] Deutsch Meteorologe Heinrich Seilkopf mit Präges einen besonderen Begriff, gutgeschrieben wird Strahlströmung (wörtlich „ Strahlstrom“), für das Phänomen im Jahr 1939 [9] [10] Viele Quellen Kredit wirkliches Verständnis der Natur der Strahlströme zu einem regelmäßigen und wiederholte Flugwegdurchquerungen während des Zweiten Weltkriegs. Flieger bemerkten bei Flügen, beispielsweise von den USA nach Großbritannien, durchweg westlichen Rückenwind von mehr als 160 km / h. [11] In ähnlicher Weise hatte 1944 ein Team amerikanischer Meteorologen in Guam, darunter Reid Bryson , genügend Beobachtungen, um sehr starke Westwinde vorherzusagen, die Bomber nach Japan bremsen würden. [12]

Beschreibung [ bearbeiten ]

Allgemeine Konfiguration der polaren und subtropischen Strahlströme
Querschnitt der subtropischen und polaren Strahlströme nach Breitengrad

Polare Strahlströme befinden sich typischerweise in der Nähe des Druckniveaus von 250 hPa (etwa 1/4 Atmosphäre) oder sieben bis zwölf Kilometer über dem Meeresspiegel , während die schwächeren subtropischen Strahlströme zwischen 10 und 16 Kilometern viel höher sind (33.000 und 52.000 Fuß). Jetstreams wandern seitlich dramatisch und ändern ihre Höhe. Die Strahlströme bilden nahe Brüche in der Tropopause an den Übergängen zwischen den Zirkulationszellen Polar, Ferrel und Hadley , und deren Zirkulation mit der auf diese Massen einwirkenden Coriolis-Kraft die Strahlströme antreibt. Die Polarjets in geringerer Höhe, die häufig in mittlere Breiten eindringen, wirken sich stark auf Wetter und Luftfahrt aus. [13] [14]Der polare Strahlstrom wird am häufigsten zwischen 30 ° und 60 ° (näher an 60 °) gefunden, während sich die subtropischen Strahlströme nahe 30 ° befinden. Diese beiden Jets verschmelzen an einigen Orten und zu bestimmten Zeiten, während sie zu anderen Zeiten gut voneinander getrennt sind. Der nördliche Polarstrahl soll "der Sonne folgen", wenn er langsam nach Norden wandert, wenn sich diese Hemisphäre erwärmt, und wieder nach Süden, wenn er abkühlt. [15] [16]

Die Breite eines Jetstreams beträgt typischerweise einige hundert Kilometer oder Meilen und seine vertikale Dicke beträgt oft weniger als fünf Kilometer. [17]

Mäander (Rossby-Wellen) des Polarstrahls der nördlichen Hemisphäre, der sich entwickelt (a), (b); dann endlich einen "Tropfen" kalter Luft ablösen (c). Orange: wärmere Luftmassen; pink: Jetstream.

Jetstreams sind typischerweise über große Entfernungen kontinuierlich, aber Diskontinuitäten sind häufig. [18] Der Weg des Strahls hat typischerweise eine mäanderförmige Form, und diese Mäander breiten sich selbst mit niedrigeren Geschwindigkeiten als der des tatsächlichen Windes innerhalb der Strömung nach Osten aus. Jeder große Mäander oder jede Welle innerhalb des Strahls wird als Rossby-Welle (Planetenwelle) bezeichnet. Rossby-Wellen werden durch Änderungen des Coriolis-Effekts mit dem Breitengrad verursacht. [ Zitierweise erforderlich ] Kurzwellentröge sind kleinere Wellen, die den Rossby-Wellen überlagert sind und eine Skala von 1.000 bis 4.000 Kilometern haben. [19]die sich durch das Strömungsmuster um großräumige oder langwellige "Grate" und "Täler" innerhalb der Rossby-Wellen bewegen. [20] Jet-Streams können sich in zwei Teile teilen, wenn sie auf ein Tief der oberen Ebene treffen, das einen Teil des Jet-Streams unter seiner Basis umleitet, während sich der Rest des Jets nach Norden bewegt.

Die Windgeschwindigkeiten sind am größten , wo die Temperaturunterschiede zwischen Luftmassen am größten sind, und übersteigen oft 92 km / h (50 kn; 57 Stundenmeilen). [18] Es wurden Geschwindigkeiten von 400 km / h gemessen. [21]

Der Jetstream bewegt sich von West nach Ost und bringt Wetteränderungen mit sich. [22] Meteorologen verstehen jetzt, dass der Weg von Jetstreams Zyklonsturmsysteme auf niedrigeren Ebenen in der Atmosphäre beeinflusst, und daher ist die Kenntnis ihres Verlaufs ein wichtiger Bestandteil der Wettervorhersage geworden. In den Jahren 2007 und 2012 kam es beispielsweise in Großbritannien zu schweren Überschwemmungen, da der Polarjet den Sommer über im Süden blieb. [23] [24] [25]

Ursache [ Bearbeiten ]

Hoch idealisierte Darstellung der globalen Zirkulation. Die Jets der oberen Ebene neigen dazu, in Breitenrichtung entlang der Zellgrenzen zu fließen.

Im Allgemeinen sind die Winde unmittelbar unter der Tropopause am stärksten (außer lokal bei Tornados , tropischen Wirbelstürmen oder anderen anomalen Situationen). Wenn sich zwei Luftmassen unterschiedlicher Temperaturen oder Dichten treffen, ist die resultierende Druckdifferenz, die durch die Dichtedifferenz (die letztendlich Wind verursacht) verursacht wird, innerhalb der Übergangszone am höchsten. Der Wind fließt nicht direkt vom heißen zum kalten Bereich, sondern wird durch den Coriolis-Effekt abgelenkt und fließt entlang der Grenze der beiden Luftmassen. [26]

All diese Tatsachen sind Konsequenzen der thermischen Windbeziehung . Das Kräftegleichgewicht, das in vertikaler Richtung auf ein atmosphärisches Luftpaket wirkt, besteht hauptsächlich zwischen der auf die Masse des Pakets wirkenden Gravitationskraft und der Auftriebskraft oder dem Druckunterschied zwischen der Ober- und Unterseite des Pakets. Jedes Ungleichgewicht zwischen diesen Kräften führt zu einer Beschleunigung des Pakets in Unwuchtrichtung: nach oben, wenn die Auftriebskraft das Gewicht überschreitet, und nach unten, wenn das Gewicht die Auftriebskraft überschreitet. Die Waage in vertikaler Richtung wird als hydrostatisch bezeichnet. Jenseits der Tropen wirken die dominierenden Kräfte in horizontaler Richtung, und der Hauptkampf besteht zwischen der Coriolis-Kraft und der Druckgradientenkraft. Das Gleichgewicht zwischen diesen beiden Kräften wird als geostroph bezeichnet. Wenn sowohl das hydrostatische als auch das geostrophische Gleichgewicht gegeben ist, kann man die thermische Windbeziehung ableiten: Der vertikale Gradient des horizontalen Windes ist proportional zum horizontalen Temperaturgradienten. Wenn zwei Luftmassen, eine im Norden kalt und dicht und die andere im Süden heiß und weniger dicht, durch eine vertikale Grenze getrennt sind und diese Grenze entfernt werden sollte, führt der Unterschied in der Dichte dazu, dass die Kaltluftmasse unter die Luft rutscht heißere und weniger dichte Luftmasse. Der Coriolis-Effekt bewirkt dann, dass sich die polwärts bewegende Masse nach Osten weicht, während die sich äquatorwärts bewegende Masse nach Westen abweicht. Der allgemeine Trend in der Atmosphäre geht dahin, dass die Temperaturen in Polrichtung abnehmen. Infolgedessen entwickeln Winde eine Komponente nach Osten und diese Komponente wächst mit der Höhe. Deshalb,Die starken, sich nach Osten bewegenden Jetstreams sind teilweise eine einfache Folge der Tatsache, dass der Äquator wärmer ist als der Nord- und Südpol.[26]

Polar Jet Stream [ Bearbeiten ]

Die thermische Windbeziehung erklärt nicht, warum die Winde in engen Jets organisiert sind, anstatt breiter über die Hemisphäre verteilt zu sein. Ein Faktor, der zur Erzeugung eines konzentrierten Polarstrahls beiträgt, ist die Unterschreitung subtropischer Luftmassen durch die dichteren polaren Luftmassen an der Polarfront. Dies verursacht einen starken Nord-Süd- Druckgradienten ( potenzielle Wirbelwirksamkeit von Süd-Nord ) in der horizontalen Ebene, ein Effekt, der bei Doppel- Rossby-Wellenbrechungsereignissen am signifikantesten ist . [27]In großen Höhen kann Luft aufgrund mangelnder Reibung frei auf den steilen Druckgradienten mit niedrigem Druck in großer Höhe über dem Pol reagieren. Dies führt zur Bildung planetarischer Windzirkulationen, die eine starke Coriolis-Ablenkung erfahren und daher als "quasi-geostroph" angesehen werden können. Der polare Frontstrahlstrom ist in mittleren Breiten eng mit dem Frontogeneseprozess verbunden , da die Beschleunigung / Verzögerung des Luftstroms Bereiche mit niedrigem / hohem Druck induziert, die mit der Bildung von Zyklonen und Antizyklonen entlang der Polarfront in einem relativ engen Bereich verbunden sind Region. [18]

Subtropischer Jet [ Bearbeiten ]

Ein zweiter Faktor, der zu einem konzentrierten Strahl beiträgt, ist eher auf den subtropischen Strahl anwendbar, der sich an der Polgrenze der tropischen Hadley-Zelle bildet , und in erster Ordnung ist diese Zirkulation in Bezug auf die Länge symmetrisch. Tropische Luft steigt in die Tropopause auf und bewegt sich vor dem Absinken nach oben. Dies ist die Hadley-Zellzirkulation. Dabei neigt es dazu, den Drehimpuls zu erhalten, da die Reibung mit dem Boden gering ist. Luftmassen, die sich polwärts bewegen, werden durch die Coriolis-Kraft nach Osten abgelenkt (gilt für beide Hemisphären), was für polwärts bewegte Luft eine erhöhte westliche Komponente der Winde impliziert [28] (beachten Sie, dass die Ablenkung in der südlichen Hemisphäre nach links erfolgt).

Andere Planeten [ Bearbeiten ]

Jupiters Atmosphäre hat mehrere Strahlströme, die durch die Konvektionszellen verursacht werden, die die bekannte gebänderte Farbstruktur bilden. Auf dem Jupiter werden diese Konvektionszellen durch interne Erwärmung angetrieben. [21] Die Faktoren, die die Anzahl der Jetstreams in einer Planetenatmosphäre steuern, sind ein aktives Forschungsgebiet in der dynamischen Meteorologie. In Modellen nimmt die Anzahl der Strahlströme ab , wenn man den Planetenradius vergrößert und alle anderen Parameter festhält [ Klarstellung erforderlich ] . [ Zitat benötigt ]

Einige Effekte [ Bearbeiten ]

Hurrikanschutz [ Bearbeiten ]

Hurrikan Flossie über Hawaii im Jahr 2007. Beachten Sie das große Feuchtigkeitsband, das sich östlich von Hawaii Island entwickelte und vom Hurrikan herrührte.

Es wird angenommen, dass der subtropische Jetstream, der die Basis des mittelozeanischen oberen Trogs umrundet [29] , eine der Ursachen ist, warum die meisten hawaiianischen Inseln gegen die lange Liste von Hawaii-Hurrikanen , die sich näherten, resistent waren. Als sich beispielsweise Hurricane Flossie (2007) kurz vor Erreichen der Landung näherte und sich auflöste, zitierte die US-amerikanische National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) die vertikale Windscherung, wie auf dem Foto gezeigt. [29]

Verwendet [ bearbeiten ]

Auf der Erde ist der nördliche Polarstrahl der wichtigste für die Luftfahrt- und Wettervorhersage, da er viel stärker und in viel geringerer Höhe als die subtropischen Strahlströme ist und auch viele Länder der nördlichen Hemisphäre abdeckt , während der südliche Polarstrahl Strom umkreist meistens die Antarktis und manchmal die Südspitze Südamerikas . Der Begriff Jetstream impliziert in diesen Zusammenhängen daher üblicherweise den nördlichen polaren Jetstream.

Luftfahrt [ Bearbeiten ]

Flüge zwischen Tokio und Los Angeles mit dem Jetstream in östlicher Richtung und einer Großkreisroute in westlicher Richtung.

Der Standort des Jetstreams ist für die Luftfahrt äußerst wichtig. Die kommerzielle Nutzung des Jetstreams begann am 18. November 1952, als Pan Am in einer Höhe von 7.600 Metern von Tokio nach Honolulu flog. Die Reisezeit wurde um mehr als ein Drittel von 18 auf 11,5 Stunden verkürzt. [30] Dies verkürzt nicht nur die Flugzeit, sondern spart auch Treibstoff für die Luftfahrtindustrie. [31] [32] Innerhalb Nordamerikas kann die Zeit, die benötigt wird, um über den Kontinent nach Osten zu fliegen , um etwa 30 Minuten verkürzt werden, wenn ein Flugzeug mit dem Jetstream fliegen kann, oder um mehr als diesen Betrag erhöht werden, wenn es nach Westen fliegen muss .

Mit Jetstreams ist ein Phänomen verbunden, das als Clear-Air-Turbulenz (CAT) bekannt ist und durch vertikale und horizontale Windscherung verursacht wird, die durch Jetstreams verursacht wird. [33] Der CAT ist am stärksten auf der Kaltluftseite des Strahles, [34] neben und direkt unter der Achse des Strahls. [35] Turbulenzen in der Luft können dazu führen, dass Flugzeuge stürzen und somit ein Sicherheitsrisiko für die Passagiere darstellen, das tödliche Unfälle verursacht hat, beispielsweise den Tod eines Passagiers auf United Airlines Flug 826 . [36] [37]

Mögliche zukünftige Stromerzeugung [ Bearbeiten ]

Wissenschaftler untersuchen Möglichkeiten, die Windenergie im Jetstream zu nutzen. Nach einer Schätzung der potenziellen Windenergie im Jetstream wäre nur ein Prozent erforderlich, um den aktuellen Energiebedarf der Welt zu decken. Die Entwicklung der erforderlichen Technologie würde Berichten zufolge 10 bis 20 Jahre dauern. [38] Es gibt zwei wichtige, aber unterschiedliche wissenschaftliche Artikel über die Jetstream-Leistung. Archer & Caldeira [39] behaupten, dass die Jetstreams der Erde eine Gesamtleistung von 1700 Terawatt (TW) erzeugen könnten und dass die klimatischen Auswirkungen der Nutzung dieser Menge vernachlässigbar wären. Miller, Gans & Kleidon [40] behaupten jedoch, dass die Jetstreams eine Gesamtleistung von nur 7,5 TW erzeugen könnten und dass die klimatischen Auswirkungen katastrophal wären.

Luftangriff ohne Antrieb [ Bearbeiten ]

Gegen Ende des Zweiten Weltkriegs , von Ende 1944 bis Anfang 1945, wurde die japanische Fu-Go-Ballonbombe , eine Art Feuerballon , als billige Waffe entwickelt, um den Jetstream über dem Pazifik zu nutzen, um den zu erreichen Westküste von Kanada und den Vereinigten Staaten . Sie waren als Waffen relativ unwirksam, wurden jedoch bei einem der wenigen Angriffe auf Nordamerika während des Zweiten Weltkriegs eingesetzt und verursachten sechs Todesfälle und einen geringen Schaden. [41] Die Japaner waren zu dieser Zeit jedoch weltweit führend in der Erforschung biologischer Waffen. Einheit 731hatte in China viele hunderttausende Menschen mit biologischen Waffen getötet, die durch Experimente an lebenden Menschen entwickelt wurden, die ebenso entsetzlich waren wie die, die Nazideutschland in jüdischen Konzentrationslagern durchgeführt hatte. Das Noborito-Institut der japanischen kaiserlichen Armee kultivierte Anthrax und Pest Yersinia pestis ; Darüber hinaus produzierte es genug Kuhpockenviren , um die gesamten Vereinigten Staaten zu infizieren. [42] Der Einsatz dieser biologischen Waffen auf Feuerballons war 1944 geplant. [43] Kaiser Hirohito erlaubte den Einsatz biologischer Waffen auf der Grundlage eines Berichts des Stabschefs des Präsidenten Umezu vom 25. Oktober 1944. Infolgedessen wurde biologische Kriegsführung eingesetzt Fu-Go-Ballons wurden nicht implementiert.[44]

Veränderungen aufgrund von Klimazyklen [ Bearbeiten ]

Auswirkungen von ENSO [ Bearbeiten ]

Auswirkungen von El Niño und La Niña auf Nordamerika

El Niño-Southern Oscillation (ENSO) beeinflusst den durchschnittlichen Standort von Jetstreams der oberen Ebene und führt zu zyklischen Schwankungen von Niederschlag und Temperatur in Nordamerika sowie zur Entwicklung tropischer Zyklone im östlichen Pazifik und im Atlantik. In Kombination mit der Pacific Decadal Oscillation kann ENSO auch die Niederschläge in der kalten Jahreszeit in Europa beeinflussen. [45] Änderungen in ENSO ändern auch die Position des Jetstreams über Südamerika, was teilweise die Niederschlagsverteilung auf dem Kontinent beeinflusst. [46]

El Niño [ Bearbeiten ]

Während der Ereignisse in El Niño wird in Kalifornien aufgrund einer südlicheren, zonalen Sturmspur mit einem erhöhten Niederschlag gerechnet. [47] Während des Niño-Teils von ENSO fällt der Niederschlag entlang der Golfküste und im Südosten aufgrund eines stärkeren als normalen und südlicheren polaren Strahlstroms. [48] ​​Der Schneefall ist in den südlichen Rocky Mountains und in der Sierra Nevada überdurchschnittlich hoch und in den Bundesstaaten Upper Midwest und Great Lakes weit unter dem Normalwert. [49] Die nördliche Ebene der unteren 48 weist im Herbst und Winter überdurchschnittliche Temperaturen auf, während die Golfküste im Winter unterdurchschnittliche Temperaturen aufweist. [50] [51] Der subtropische Jetstream durch die TiefeDie Tropen der nördlichen Hemisphäre werden durch die erhöhte Konvektion im äquatorialen Pazifik verstärkt, wodurch die tropische Zyklogenese in den atlantischen Tropen unter das Normale sinkt und die Aktivität tropischer Zyklone im östlichen Pazifik erhöht wird. [52] In der südlichen Hemisphäre wird der subtropische Jetstream äquatorwärts oder nördlich von seiner normalen Position verschoben, wodurch Frontalsysteme und Gewitterkomplexe davon abgehalten werden, zentrale Teile des Kontinents zu erreichen. [46]

La Niña [ Bearbeiten ]

In ganz Nordamerika wird während La Niña aufgrund einer nördlicheren Sturmspur und eines Jetstreams vermehrt Niederschlag in den pazifischen Nordwesten umgeleitet . [53] Die Sturmspur verschiebt sich weit genug nach Norden, um feuchter als normale Bedingungen (in Form von erhöhtem Schneefall) in die Bundesstaaten des Mittleren Westens sowie in heiße und trockene Sommer zu bringen. [54] [55] Im pazifischen Nordwesten und im Westen der Großen Seen ist der Schneefall überdurchschnittlich hoch. [49] Über den Nordatlantik ist der Jetstream stärker als normal, wodurch stärkere Systeme mit zunehmendem Niederschlag nach Europa geleitet werden. [56]

Dust Bowl [ Bearbeiten ]

Es gibt Hinweise darauf, dass der Jetstream zumindest teilweise für die weit verbreiteten Dürrebedingungen während der Dust Bowl in den 1930er Jahren im Mittleren Westen der USA verantwortlich war. Normalerweise fließt der Jetstream nach Osten über den Golf von Mexiko und biegt nach Norden ab, um Feuchtigkeit aufzunehmen und Regen auf die Great Plains zu leiten . Während der Dust Bowl schwächte sich der Jetstream ab und änderte seinen Kurs weiter nach Süden als normal. Dies hat die Great Plains und andere Gebiete des Mittleren Westens an Regenfällen gehungert und außergewöhnliche Dürrebedingungen verursacht. [57]

Längerfristige Klimaveränderungen [ Bearbeiten ]

Klimaforscher haben angenommen, dass der Jetstream infolge der globalen Erwärmung allmählich schwächer wird . Trends wie der Rückgang des arktischen Meereises , eine verringerte Schneedecke, Evapotranspirationsmuster und andere Wetteranomalien haben dazu geführt, dass sich die Arktis schneller als in anderen Teilen der Welt erwärmt ( polare Verstärkung ). Dies verringert wiederum den Temperaturgradienten, der Jetstream-Winde antreibt, was schließlich dazu führen kann, dass der Jetstream in seinem Verlauf schwächer und variabler wird. [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] Infolgedessen wird erwartet, dass extremes Winterwetter häufiger wird. Mit einem schwächeren Jetstream kann diePolare Wirbel haben eine höhere Wahrscheinlichkeit, aus dem Polargebiet auszutreten und extrem kaltes Wetter in die Regionen mittlerer Breite zu bringen.

Seit 2007 und insbesondere 2012 und Anfang 2013 befindet sich der Jetstream in ganz Großbritannien auf einem ungewöhnlich niedrigen Breitengrad, näher am Ärmelkanal , bei etwa 50 ° N und nicht bei seinem üblicheren Norden nördlich von Schottland bei etwa 60 ° N. . [ fehlgeschlagene Überprüfung ] Zwischen 1979 und 2001 bewegte sich die durchschnittliche Position des Jetstreams jedoch mit einer Geschwindigkeit von 2,01 Kilometern pro Jahr über die nördliche Hemisphäre nach Norden . In ganz Nordamerika könnte diese Art von Veränderung zu trockeneren Bedingungen in der südlichen Ebene der Vereinigten Staaten und zu häufigeren und intensiveren tropischen Wirbelstürmen in den Tropen führen. Eine ähnlich langsame Poleward-Drift wurde bei der Untersuchung der südlichen Hemisphäre festgestellt jet stream over the same time frame.[65]

Other upper-level jets[edit]

Polar night jet[edit]

The polar-night jet stream forms mainly during the winter months when the nights are much longer, hence polar nights, in their respective hemispheres at around 60° latitude. The polar night jet moves at a greater height (about 24,000 metres (80,000 ft)) than it does during the summer.[66] During these dark months the air high over the poles becomes much colder than the air over the Equator. This difference in temperature gives rise to extreme air pressure differences in the stratosphere, which, when combined with the Coriolis effect, create the polar night jets, that race eastward at an altitude of about 48 kilometres (30 mi).[67] The polar vortex is circled by the polar night jet. The warmer air can only move along the edge of the polar vortex, but not enter it. Within the vortex, the cold polar air becomes increasingly cold with neither warmer air from lower latitudes nor energy from the Sun entering during the polar night.[68]

Low-level jets[edit]

There are wind maxima at lower levels of the atmosphere that are also referred to as jets.

Barrier jet[edit]

A barrier jet in the low levels forms just upstream of mountain chains, with the mountains forcing the jet to be oriented parallel to the mountains. The mountain barrier increases the strength of the low level wind by 45 percent.[69] In the North American Great Plains a southerly low-level jet helps fuel overnight thunderstorm activity during the warm season, normally in the form of mesoscale convective systems which form during the overnight hours.[70] A similar phenomenon develops across Australia, which pulls moisture poleward from the Coral Sea towards cut-off lows which form mainly across southwestern portions of the continent.[71]

Valley exit jet[edit]

A valley exit jet is a strong, down-valley, elevated air current that emerges above the intersection of the valley and its adjacent plain. These winds frequently reach a maximum of 20 m/s (72 km/h; 45 mph) at a height of 40–200 m (130–660 ft) above the ground. Surface winds below the jet may sway vegetation, but are significantly weaker.

They are likely to be found in valley regions that exhibit diurnal mountain wind systems, such as those of the dry mountain ranges of the US. Deep valleys that terminate abruptly at a plain are more impacted by these factors than are those that gradually become shallower as downvalley distance increases.[72]

Africa[edit]

The mid-level African easterly jet occurs during the Northern Hemisphere summer between 10°N and 20°N above West Africa, and the nocturnal poleward low-level jet occurs in the Great Plains of east and South Africa.[73] The low-level easterly African jet stream is considered to play a crucial role in the southwest monsoon of Africa,[74] and helps form the tropical waves which move across the tropical Atlantic and eastern Pacific oceans during the warm season.[75] The formation of the thermal low over northern Africa leads to a low-level westerly jet stream from June into October.[76]

See also[edit]

  • Atmospheric river
  • Block (meteorology)
  • Polar vortex
  • Surface weather analysis
  • Sting jet
  • Tornado
  • Wind shear
  • Weather

References[edit]

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    2. Bishop, S.E. (May 1884) "The equatorial smoke-stream from Krakatoa," The Hawaiian Monthly, vol. 1, no. 5, pages 106–110.
    3. Bishop, S.E. (29 January 1885) "Letters to the Editor: Krakatoa," Nature, vol. 31, pages 288–289.
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    • Part IV., Section II. General list of dates of first appearance of all the optical phenomena. By the Hon. Rollo Russell., pages 263–312.
    • Part IV., Section III. (A). General geographic distribution of all the optical phenomena in space and time; including also velocity of translation of smoke stream. By the Hon. Rollo Russell., pages 312–326.
    • Part IV., Section III. (B). The connection between the propagation of the sky haze with its accompanying optical phenomena, and the general circulation of the atmosphere. By Mr. E. Douglas Archibald., pages 326–334; that Rev. S.E. Bishop of Honolulu first noticed a westward circulation of dust from Krakatau is acknowledged on page 333.
    • Part IV., Section III. (C). Spread of the phenomena round the world, with maps illustrative thereof. By the Hon. Rollo Russell., pages 334–339; after page 334 there are map inserts, showing the progressive spread, along the equator, of the dust from Krakatau.
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External links[edit]

  • CRWS Jet stream analyses
  • Current map of winds at the 250 hPa level