Zonalt flow

Zonal strømning opstår, når jetstrøm- hurtige luftstrømme i den øvre troposfære - følger en relativt lige vej fra vest til øst. Det er i modsætning til meridional strømning, hvor jetstrømmen krummer dramatisk mod nord og syd.

Dette lige breddegradsmønster har en tendens til at undertrykke blandingen af luftmasser. Det begrænser indtrængningen af kold polarluft eller varm tropisk luft i områder på de mellemste breddegrader. Som følge heraf fører zonestrømmen ofte til mildt, ensartet og vedvarende vejr med færre ekstreme temperaturer eller betydelige nedbørshændelser.

Vejret i forbindelse med zonestrømmen varierer efter årstid og region, men det er generelt forudsigeligt og moderat. Om vinteren kan zonestrømmen f.eks. medføre længere perioder med overskyet, vådt, men relativt mildt vejr på steder som Nordeuropa eller det nordvestlige Stillehav. Om sommeren kan det føre til køligere, luftige forhold med en reduceret risiko for hedebølger eller kraftige tordenvejr. Da atmosfæren forbliver relativt stabil under zonestrømmen, er større storme mindre almindelige, og vejrsystemer har tendens til at bevæge sig hurtigt uden at blive intensiveret.

Rossby-bølgernes rolle

Zonestrømmen er tæt forbundet med Rossby-bølgernes opførsel (også kendt som planetariske bølger). Det er bølger i stor skala, som naturligt forekommer i roterende væsker, som Jordens atmosfære og oceaner, på grund af variationen i Corioliseffekt med breddegraden.

I perioder med stærk zonestrøm har Rossby-bølger en tendens til at have små amplituder. Det betyder, at deres slyngninger er relativt svage, hvilket gør det muligt for jetstrømmen at opretholde sin stort set lige, vest-østlige bane. Det minimerer luftmassernes bevægelse mod nord og syd, hvilket bidrager til stabilt vejr.

Omvendt bliver Rossby-bølger i perioder med meridional strømning meget større i amplitude. De skaber betydelige lavninger (sydgående dyk) og højderygge (nordgående buler) i jetstrømmen. Disse dybe slyngninger letter den kraftige blanding af kold polarluft med varm tropisk luft, hvilket fører til mere ekstremt og varierende vejr.

Hvad er årsagen til zonestrømmen?

Flere grundlæggende faktorer driver Jordens atmosfæriske cirkulation og påvirker udbredelsen af zonestrømmen:

• Differentiel opvarmning: Den mest afgørende faktor er den ujævne fordeling af solstråling over jordens overflade. Ækvator modtager betydeligt mere direkte sollys og varme end polerne, hvilket skaber en stor temperaturforskel.
• Jordens rotation (Corioliseffekt): Når opvarmet luft ved ækvator stiger og bevæger sig mod polerne, afbøjes den af Jordens rotation. Denne afbøjning sker til højre på den nordlige halvkugle og til venstre på den sydlige halvkugle. Denne effekt er ansvarlig for dannelsen af vindmønstre i stor skala, herunder vestenvinden på de mellemste breddegrader, hvor jetstrømmene befinder sig.
• Bevarelse af impulsmoment: Når luft bevæger sig mod polerne fra ækvator, bevarer den sit impulsmoment. Da jordens rotationsradius er mindre på højere breddegrader, skal luftpakken øge sin zonale (øst-vestlige) hastighed for at bevare sit impulsmoment. Det bidrager til den stærke vestgående strømning i den øvre atmosfære.
• Atmosfæriske cirkulationsceller: Jordens atmosfære har tre store cirkulationsceller på hver halvkugle: Hadley-zonen Hadley, Ferrelog Polar celler. Disse celler arbejder på at omfordele varmen fra ækvator til polerne. Et stærkt og stabilt samspil mellem disse celler, drevet af temperaturgradienten, har en tendens til at favorisere et mere zonalt mønster i strømningen i det øvre niveau.

Når temperaturforskellen mellem ækvator og polerne er særlig stærk og relativt ensartet, giver det generelt en mere robust og lige jetstrøm, hvilket fremmer zonestrømmen. Forstyrrelser i denne temperaturgradient eller stærke geografiske træk (som bjergkæder) kan fremkalde større Rossby-bølger, hvilket fører til mere meridionale strømningsmønstre.

Det er vigtigt at forstå den underliggende dynamik, herunder Rossby-bølgernes indflydelse og drivkræfterne i den globale cirkulation, for at kunne forudsige og fortolke atmosfærens opførsel. Skift mellem zonale og meridionale mønstre signalerer ofte ændringer i sandsynligheden for ekstreme vejrhændelser.