Zonaalne voolu liikumine

Zonaalne voolamine toimub siis, kui reaktiivvool- kiirelt liikuvad õhuvoolud troposfääri ülemises osas - järgib suhteliselt sirget teed läänest itta. See on vastuolus meridionaalse vooluga, kus joatoru kaardub järsult põhja ja lõuna suunas.

See sirge, laiuskraadiline muster kipub õhumasside segunemist pärssima. See piirab külma polaarõhu või sooja troopilise õhu sissetungi keskmiste laiuskraadide piirkondadesse. Selle tulemusena põhjustab tsonaalne voolamine sageli pehmet, ühtlast ja püsivat ilma, kus on vähem äärmuslikke temperatuure või märkimisväärseid sademeteid.

Zonaalse vooluga seotud ilm on aastaaegade ja piirkondade kaupa erinev, kuid üldiselt on see prognoositav ja mõõdukas. Näiteks talvel võib zonaalne hoovus tuua pikaajalisi pilviseid, niiske, kuid suhteliselt leebeid ilmaperioode näiteks Põhja-Euroopas või Vaikse ookeani loodeosas. Suvel võib see tuua jahedamad, tuulised tingimused, millega kaasneb väiksem kuumalainete või tugevate äikesetormide oht. Kuna atmosfäär püsib tsonaalvoolu all suhteliselt stabiilne, on suuremad tormid harvem ja ilmasüsteemid kipuvad kiiresti liikuma, ilma et need intensiivistuksid.

Rossby lainete roll

Zonaalne voolamine on tihedalt seotud Rossby lainete (tuntud ka kui planeedilained) käitumisega. Need on suuremõõtmelised lained, mis tekivad loomulikult pöörlevates vedelikes, nagu Maa atmosfääris ja ookeanides, tänu muutustele Coriolise efektist sõltuvalt laiuskraadist.

Tugeva tsonaalse voolu perioodidel on Rossby lainete amplituudid väikesed. See tähendab, et nende mähised on suhteliselt nõrgad, mis võimaldab joatorul säilitada oma suures osas sirget, läänest itta suunduvat rada. See vähendab õhumasside liikumist põhja ja lõuna suunas, mis aitab kaasa stabiilse ilma tekkele.

Seevastu meridionaalse voolu perioodidel muutuvad Rossby lained amplituudilt palju suuremaks. Need tekitavad jugavoolus märkimisväärseid süvendeid (lõunasse suunduvaid süvendeid) ja harju (põhja poole suunduvaid paisutusi). Need sügavad keerdkäigud soodustavad külma polaarõhu tugevat segunemist sooja troopilise õhuga, mis toob kaasa äärmuslikuma ja muutlikuma ilma.

Mis põhjustab tsonaalset voolu?

Maa atmosfääri tsirkulatsiooni mõjutavad mitmed põhilised tegurid, mis mõjutavad tsoonilise voolu levikut:

• Diferentsiaalne küte: Kõige olulisem tegur on päikesekiirguse ebaühtlane jaotumine Maa pinnal. Ekvaator saab oluliselt rohkem otsest päikesekiirgust ja soojust kui poolused, mis tekitab suure temperatuurierinevuse.
• Maa pöörlemine (Coriolise efekt): Kui soojenenud õhk ekvaatoril tõuseb ja liigub polaarselt, siis Maa pöörlemine lükkab seda ümber. Põhjapoolkeral toimub see kõrvalekalle paremale ja lõunapoolkeral vasakule. See efekt on vastutav suurte tuulemustrite, sealhulgas läänepoolsete tuulte kujunemise eest keskmistel laiuskraadidel, kus paiknevad reaktiivvoolud.
• Nurkkiiruse säilimine: Kui õhk liigub ekvaatorist polaarsemalt, säilitab ta oma nurkkiiruse. Kuna Maa pöörlemisraadius on kõrgematel laiuskraadidel väiksem, peab õhupakett oma nurkamomendi säilitamiseks suurendama oma tsonaalset (ida-lääne) kiirust. See aitab kaasa tugeva läänepoolse voolu tekkimisele ülemises atmosfääris.
• Atmosfääri tsirkulatsioonirakud: Maa atmosfääris on igal poolkeral kolm peamist tsirkulatsioonirakku: Maa atmosfääri Hadley, Ferrelja Polar rakud. Need rakud töötavad soojuse ümberjaotamiseks ekvaatorilt poolustele. Tugev ja stabiilne koostoime nende rakkude vahel, mida juhib temperatuurigradient, soodustab pigem tsonaalset mustrit ülemise taseme voolus.

Kui temperatuurierinevus ekvaatori ja pooluste vahel on eriti tugev ja suhteliselt ühtlane, tekitab see üldiselt tugevama ja sirgema joa, soodustades seeläbi tsonaalset voolu. Selle temperatuurigradiendi häired või tugevad geograafilised eripärad (näiteks mäeahelikud) võivad tekitada suuremaid Rossby-laineid, mis toob kaasa rohkem meridionaalseid voolumustreid.

Nende dünaamika, sealhulgas Rossby lainete mõju ja globaalse tsirkulatsiooni liikumapanevate jõudude mõistmine on oluline atmosfääri käitumise prognoosimiseks ja tõlgendamiseks. Muutused tsonaalsete ja meridionaalsete mustrite vahel annavad sageli märku muutustest äärmuslike ilmastikunähtuste tõenäosuses.