Corrent en jet

De Viquipèdia
El corrent en jet polar pot viatjar a més de 180 km/h. Aquí, els vents més ràpids són pintats vermell; els vents més lents són en blau.
Núvols al llarg d'un corrent de jet sobre Canadà.

Els corrents en jet (en anglès jet stream) són uns corrents d'aire ràpids, estrets, i serpentejants que es troben en les atmosferes d'alguns planetes, incloent la Terra.[1] A la Terra, els corrents en jet més importants són prop de l'altitud de la tropopausa i flueixen de l'oest a l'est. Poden arrencar, parar, o dividir-se en dos o més parts, o combinar-se en un corrent, o fluir en diverses direccions, incloent direccions oposades a la direcció de la resta del jet.

Resum[modifica]

Els corrents en jet més forts són els jets polars, a 9–12km sobre el nivell del mar, i a una altitud més alta i una mica més dèbils els jets subtropicals a 10–16 km. A l'Hemisferi Nord i l'Hemisferi Sud es troba un jet polar i un jet subtropical. El jet polar de l'hemisferi nord flueix entre latituds mitjanes i septentrionals d'Amèrica del Nord, Europa, i Àsia i els seus oceans, mentre el jet polar de l'hemisferi del sud majoritàriament envolta l'Antàrtida, en ambdós casos, tot l'any.

Els corrents en jet són el producte de dos factors: l'escalfament atmosfèric a partir de la radiació solar que produeix les grans cel·les de circulació de Hadley, i l'acció de la força de Coriolis. La força de Coriolis es produeix a causa de la rotació del planeta sobre el seu eix. En altres planetes, la calor interna és la que produeix els corrents en jet, en comptes de la radiació solar. Els corrents en jet polars es formen prop de la interfície polar i les cel·les de circulació de Ferrel; el jet subtropical es forma prop del límit de les cel·les de Ferrel i les cel·les de circulació de Hadley.[2]

També existeixen altres corrents en jet. Durant l'estiu a l'hemisferi nord, els corrents en jets de l'est poden formar-se en regions tropicals, típicament on l'aire sec troba aire humit a altituds altes. Jets de baix nivell també són típics de diverses regions, tals com els Estats Units. També hi ha també corrents en jet a la termosfera.[3]

Els meteoròlegs utilitzen la ubicació d'alguns dels corrents en jet com una guia en el pronòstic del temps. La rellevància comercial més important dels corrents en jet és en el transport aeri, ja que el temps de viatge pot ser dramàticament afectat si es viatge a favor o en contra de la direcció del corrent. Sovint, les aerolínies treballen per volar 'amb' el corrent en jet per estalviar-se cost de combustible i reducció del temps. Les turbulències atmosfèriques són un perill potencial a seguretat pel passatger de les aeronaus, que sovint es troba al voltant d'un corrent en jet, però no crea una alteració important en el tems de vol.

Descoberta[modifica]

Les primeres indicacions d'aquest fenomen van provenir del professor americà Elias Loomis durant els 1800s, quan va proposar l'existència d'un corrent d'aire potent en les capes superiors que bufava de a l'oest a l'est a través dels Estats Units com una explicació per a la conducta de temporals importants.[4] Després de l'erupció del volcà Krakatoa l'any 1883, observadors del temps van seguir i cartografiar els efectes en el cel durant diversos anys. Van anomenar el fenomen el "corrent de fum equatorial".[5][6] Als anys 1920s, un meteoròleg japonès, Wasaburo Oishi, va detectar el corrent en jet des d'un lloc prop al mont Fuji.[7][8] Va seguir globus pilot, (s'usaven per determinar vents en estrats superiors), mentre ascendia per l'atmosfera.[9] El treball de Oishiha va passar inadvertit fora del Japó perquè va ser publicat en Esperanto.

El pilot americà Wiley Post, el primer home en volar sol al voltant del món el 1933, va formar part en la descoberta dels corrents en jet. Post va inventar un tratge pressuritzat que li permetia volar per sobre dels 6,200 metres. Durant l'any anterior a la seva mort, va fer diversos intents de vol transcontinental a altes altituds, i va notar que a vegades la seva velocitat de terra excedia la seva velocitat a l'aire.[10] El meteoròleg alemany Heinrich Seilkopf va encunyar el terme Strahlströmung (literalment "corrent en jet"), per a aquest fenomen el 1939.[11][12] Moltes fonts atribueixen el coneixement real dels corrents en jet als continus vols durant la Segona Guerra Mundial. Els aviadors constantment notaven vents de cua de l'oest de 160 km/h en vols, per exemple, des dels EUA al Regne Unit.[13] De la mateixa manera, el 1944 un equip de meteoròlegs americans de Guam, incloent Reid Bryson, va fer prou observacions per preveure vents de l'oest a gran alçada que alentiria els bombarders de la Segona Guerra Mundial que anaven al Japó.[14]

Descripció[modifica]

Configuració general dels corrents en jet polar i subtropical
Secció transversal dels corrents en jet subtropical i polar per latitud

Els corrents en jet polars són típicament localitzats prop dels 250 hPa (sobre 1/4 de l'atmosfera) de pressió, o de set a dotze quilòmetres sobre el nivell del mar, mentre els corrents en jet més dèbils subtropicals es troben a més altitud, entre 10 i 16 quilòmetres. Els corrents en jet vaguen lateralment dramàticament, i pateixen canvis en la seva altitud. Els corrents en jet es formen prop de la tropopausa, a les transicions entre les cel·les de circulació polar, de Ferrel i de Hadley, la circulació de la qual, amb la força de Coriolis actuant en aquelles masses, condueix els corrents en jet. Els jets polars, a una altitud més baixa, afecta notablement el temps meteorològic i l'aviació.[15][16] El corrent en jet polar és més comunament trobat entre les latituds 30° i 60° (més proper a 60°), mentre els corrents en jet subtropicals són localitzats propers a la latitud 30°. Aquests dos jets es poden arribar a fusionar en alguns llocs i moments, mentre que altres vegades estan clarament separats. Es diu que el jet polar septentrional "segueix el sol" ja que emigra cap al nord a mesura que l'hemisferi s'escalfa i cap al sud quan es torna a refredar.[17][18]

L'amplada d'un corrent en jet és típicament d'uns quants centenars de quilòmetres de i el seu gruix vertical és sovint de menys de cinc quilòmetres.[19]

Meandres (Ones Rossby) del corrent en jet polar de l'Hemisferi Nord desenvolupant (a), (b); llavors a la fi desacoblant una "gota" d'aire fred (c). Taronja: masses més tèbies d'aire; rosa: corrent en jet.

Els corrents en jet típicament són continus sobre grans distàncies, però les discontinuïtats són també comunes.[20] El camí del jet típicament té una forma serpentejant i aquests meandres es propaguen cap a l'est, a velocitats més baixes que les del vent principal dins del flux. Cada meandre gran, o ona, dins del corrent en jet és conegut com a ona Rossby (ona planetària). Les depressions (o zona de baixes pressions) d'ona curta són ones d'escala més petita superposades damunt de les ones Rossby, d'una escala de 1,000 a 4,000 quilòmetres de llarg, que es mouen a través del flux principal d'ona llarga, les "crestes" i les "depressions" dins de les ones Rossby.[21][22] Els corrents en jet es poden trencar en dos quan troben una zona de baixes pressions, que desvia una porció del corrent en jet sota la seva base, mentre que la resta del jet es mou cap al seu nord.

Les velocitats del vent són més grans quan la diferència de temperatura entre les masses d'aire són més grans, i sovint excedeix els 92 km/h.[20] S'han mesurat velocitats de fins a 400 km/h.[23]

El corrent en jet es mou des de l'oest cap a l'est i comporta canvis de temps.[24] Els meteoròlegs ara entenen que el camí dels corrents en jet afecta els sistemes ciclònics a nivells més baixos de l'atmosfera, de manera que saber-ne el seu curs ha esdevingut una part important del pronòstic del temps. Per exemple, al 2007 i al 2012, Gran Bretanya va experimentar severes inundacions arran del jet polar que va quedar més cap al sud a l'estiu.[25][26][27]

Causa[modifica]

Representació altament idealitzada de la circulació global. Els jets de nivell superior tendeixen a fluir latitudinalment al llarg dels límits de la cel·la.

En general, els vents són més forts immediatament sota la tropopausa (excepte localment, durant tornados, ciclons tropicals o altres situacions anòmales). Si dos masses d'aire de densitats o temperatures diferents es troben, la diferència de pressió resultant causada per la diferència de densitat (que últimament causa el vent) és més alta dins de la zona de transició. El vent no flueix directament des de l'àrea calenta a l'àrea freda, sinó que es desvia per l'efecte Coriolis i flueix al llarg del límit de les dues masses d'aire.[28]

Tot aquests fets són conseqüències de la relació del vent tèrmic. El balanç de forces actuant en un paquet d'aire atmosfèric en la direcció vertical és principalment entre la força gravitatòria actuant sobre la massa del paquet i la força de flotabilitat, o la diferència de pressions entre la part superior i inferior del paquet. Qualsevol desequilibri entre aquestes forces resulta en l'acceleració del paquet en la direcció de desequilibri: amunt si el la força de flotabilitat excedeix el pes, i avall si el pes excedeix la força de flotabilitat. El balanç en la direcció vertical és referit com a hidroestàtic. Mes enllà dels tròpics, les forces dominants actuen en la direcció horitzontal, i la lluita primària és entre la força de Coriolis i la força del gradient de la pressió. El balanç entre aquestes dues forces són referides com a geostròfic. Donat el balanç hidroestàtic i geostròfic, es pot derivar la relació de vent tèrmica: el gradient vertical del vent horitzontal és proporcional al gradient de temperatura horitzontal. Si dos masses d'aire, una freda i densa al Nord i l'altre calenta i menys densa al Sud, son separades per una frontera vertical i s'elimina aquella frontera, la diferència en densitats resultarà en la massa d'aire freda passant sota la més calenta i menys densa. L'efecte Coriolis llavors causarà que les masses d'aire en direcció als pols es desviïn cap a l'est, mentre que les masses en direcció a l'equador es desviaran cap a l'oest. La tendència general en l'atmosfera és reduir la temperatura en la direcció dels pols. Com a resultat, els vents generen un component est i aquest component creix amb l'altitud. Per això, els forts corrents en jet que es mouen cap a l'est són en part una conseqüència simple del fet que l'Equador és més calent que els pols.[28]

Canvis a causa de cicles de clima[modifica]

Efectes de El Niño-Oscil·lació del Sud[modifica]

Impacte de El Niño i La Niña a l'Amèrica del Nord

El Niño-Oscil·lació del Sud influeix en les ubicacions dels corrents en jet de nivell superior, i provoca variacions cícliques de precipitació i temperatura al llarg d'Amèrica del Nord, i afectant el desenvolupament de ciclons tropicals a través del Pacífic oriental i conques d'Atlàntic. Amb la combinació del Pacífic Decadal Oscil·lació, el Niño també pot tenir un impacte sobre la pluviositat de l'estació freda a Europa.[29] Canvis dins del Niño també canvien la ubicació del corrent en jet sobre Amèrica del Sud, els quals afecten parcialment la distribució de precipitació sobre el continent.[30]

Alteracions climàtiques a llarg termini[modifica]

Científics climàtics han suposat que el corrent en jet s'afeblirà gradualment a causa de l'escalfament global. Algunes tendències com el declivi de gel de mar d'Àrtic, una coberta de neu reduïda, patrons d'evapotranspiració, i altres anomalies del temps han provocat que l'Àrtic s'escalfi més ràpid que altres parts del planeta (amplificació polar). Això redueix el gradient de temperatura que genera els vents dels corrents en jet, els quals poden finalment causar que el corrent en jet esdevingui més dèbil més dèbil i més variable en el seu curs.[31][32][33][34][35][36] En conseqüència, s'espera que augmenti la freqüència de situacions meteorològiques extremes durant l'hivern. Amb un corrent en jet més dèbil, el vòrtex polar té una probabilitat més alta de "gotejar" fora de l'àrea polar i portar el fred polar a les regions de latitud mitjanes.

Referències[modifica]

  1. National Geographic. «Jet stream». nationalgeographic.com, 07-07-2013.
  2. University of Illinois. «Jet Stream». [Consulta: 4 maig 2008].
  3. US Department of Commerce, NOAA. «NWS JetStream - Layers of the Atmosphere» (en anglès americà). www.weather.gov. [Consulta: 18 novembre 2021].
  4. Sunny Intervals and Showers: our changing weather, p.142; Weidenfeld & Nicolson, London, 1992.
  5. Winchester, Simon «A Tale of Two Volcanos». , 15-04-2010.
  6. See:
  7. Lewis, John M. Bulletin of the American Meteorological Society, 84, 3, 2003, pàg. 357–369. Bibcode: 2003BAMS...84..357L. DOI: 10.1175/BAMS-84-3-357 [Consulta: free].
  8. Ooishi, W. (1926) Raporto de la Aerologia Observatorio de Tateno (in Esperanto). Aerological Observatory Report 1, Central Meteorological Observatory, Japan, 213 pages.
  9. Martin Brenner. Pilot Balloon Resources. Retrieved on 13 May 2008.
  10. Acepilots.com. Wiley Post. Arxivat 9 August 2013 a Wayback Machine. Retrieved on 8 May 2008.
  11. Seilkopf, H., Maritime meteorologie, which is volume II of: R. Habermehl, ed., Handbuch der Fliegenwetterkunde [Handbook of Aeronautical Meteorology] (Berlin, Germany: Gebrüder Radetzke [Radetzke Brothers], 1939); Seilkopf coins the word "Strahlströmung" on page 142 and discusses the jet stream on pages 142–150.
  12. Arbeiten zur allgemeinen Klimatologie By Hermann Flohn p. 47
  13. «Weather Basics – Jet Streams». Arxivat de l'original el 29 August 2006. [Consulta: 8 maig 2009].
  14. «When the jet stream was the wind of war». Arxivat de l'original el 29 January 2016. [Consulta: 9 December 2018].
  15. David R. Cook Jet Stream Behavior. Arxivat 2 June 2013 a Wayback Machine. Retrieved on 8 May 2008.
  16. B. Geerts and E. Linacre. The Height of the Tropopause. Retrieved on 8 May 2008.
  17. National Weather Service JetStream. The Jet Stream. Retrieved on 8 May 2008.
  18. McDougal Littell. Paths of Polar and Subtropical Jet Streams. Retrieved on 13 May 2008.
  19. «Frequently Asked Questions About The Jet Stream». PBS.org. NOVA. [Consulta: 24 octubre 2008].
  20. 20,0 20,1 Glossary of Meteorology. Jet Stream. Arxivat 1 March 2007 a Wayback Machine. Retrieved on 8 May 2008.
  21. Glossary of Meteorology. Cyclone wave. Arxivat 26 October 2006 a Wayback Machine. Retrieved on 13 May 2008.
  22. Glossary of Meteorology. Short wave. Arxivat 9 June 2009 a Wayback Machine. Retrieved on 13 May 2008.
  23. Robert Roy Britt. Jet Streams On Earth and Jupiter. Arxivat 24 July 2008 a Wayback Machine. Retrieved on 4 May 2008.
  24. Jet Streams On Earth and Jupiter. Arxivat 24 July 2008 a Wayback Machine. Retrieved on 4 May 2008.
  25. , 23-07-2007.
  26. Blackburn, Mike; Hoskins, Brian; Slingo, Julia: «Notes on the Meteorological Context of the UK Flooding in June and July 2007». Walker Institute for Climate System Research, 25-07-2007. Arxivat de l'original el 26 September 2007. [Consulta: 29 agost 2007].
  27. , 10-07-2012.
  28. 28,0 28,1 John P. Stimac. Air pressure and wind. Retrieved on 8 May 2008.
  29. Davide Zanchettin, Stewart W. Franks, Pietro Traverso, and Mario Tomasino. On ENSO impacts on European wintertime rainfalls and their modulation by the NAO and the Pacific multi-decadal variability described through the PDO index.[Enllaç no actiu] Retrieved on 13 May 2008.
  30. Caio Augusto dos Santos Coelho and Térico Ambrizzi. 5A.4. Climatological Studies of the Influences of El Niño Southern Oscillation Events in the Precipitation Pattern Over South America During Austral Summer. Retrieved on 13 May 2008.
  31. Walsh, Bryan Time, 06-01-2014 [Consulta: 7 gener 2014].
  32. , 04-03-2013.
  33. , 06-01-2014.
  34. Screen, J A Environmental Research Letters, 8, 4, 2013, pàg. 044015. Bibcode: 2013ERL.....8d4015S. DOI: 10.1088/1748-9326/8/4/044015 [Consulta: free].
  35. Francis, Jennifer A.; Vavrus, Stephen J. Geophysical Research Letters, 39, 6, 2012, pàg. L06801. Bibcode: 2012GeoRL..39.6801F. DOI: 10.1029/2012GL051000.
  36. Petoukhov, Vladimir; Semenov, Vladimir A. Journal of Geophysical Research, 115, D21, 2010, pàg. D21111. Bibcode: 2010JGRD..11521111P. DOI: 10.1029/2009JD013568 [Consulta: free].
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Corrent en jet