Ilmakehän joki

Muodostuminen ja liikkuminen

Ilmakehäjokia muodostuu, kun suuret sääjärjestelmät vetävät tropiikista lämmintä ja kosteaa ilmaa keskileveysasteille. Suihkuvirta, korkealla ilmakehässä nopeasti virtaava ilmavirta, kanavoi tämän kosteuden kapeiksi, säikeiden kaltaisiksi rakenteiksi, joissa on toisinaan enemmän vesihöyryä kuin Amazon-joen pinnalla.

Kun nämä järjestelmät liikkuvat sisämaahan ja kohtaavat vuoristoja tai viileämpiä ilmamassoja, ilma pakotetaan ylöspäin, jolloin se jäähtyy ja tiivistyy pilviksi ja sateiksi. Tämän orografiseksi nosteeksi kutsutun prosessin vuoksi vuoristoalueilla, kuten Yhdysvaltain länsirannikolla tai Chilen Andeilla, esiintyy usein voimakkaita sade- ja lumisateita tällaisten tapahtumien aikana.

Niitä havaitaan yleisimmin länsirannikolla, jossa vallitsevat tuulet työntävät kosteaa valtameri-ilmaa kohti maata. Tunnettu esimerkki on "ananaspikajuna", joka kuljettaa lämmintä, kosteaa ilmaa Havaijin läheltä kohti Pohjois-Amerikan Tyynenmeren rannikkoa.

Kausi- ja pitkän aikavälin mallit

Vaikka ilmavirtauksia voi esiintyä mihin aikaan vuodesta tahansa, niitä esiintyy eniten viileänä vuodenaikana, jolloin myrskyjärjestelmät ja lämpötilakontrastit ovat voimakkaimpia.

• Pohjoisella pallonpuoliskolla ne esiintyvät yleensä marraskuusta maaliskuuhun.
• Eteläisellä pallonpuoliskolla toukokuusta syyskuuhun.

Niiden sijainti vaihtelee luonnollisesti suihkuvirran mukana, joka liikkuu pohjoiseen ja etelään vuoden mittaan. Tämä vuodenaikojen vaihtelu määrää, mitkä alueet ovat alttiina eri aikoina.

Pidemmällä aikavälillä maailmanlaajuiset ilmastomallit, kuten El Niño ja La Niña, voivat vaikuttaa niiden esiintymistiheyteen ja rantautumispaikkoihin. Esimerkiksi El Niño -vuosina subtrooppinen suihkuvirta pyrkii siirtymään etelään, mikä ohjaa ilmakehän jokia alueille, jotka muuten saattaisivat jäädä kuiviksi.

Tieteelliset tutkimukset viittaavat myös siihen, että ilmastonmuutos voimistaa näitä tapahtumia. Koska lämpimämpään ilmaan mahtuu noin 7 prosenttia enemmän vesihöyryä lämpenemisastetta kohden, nykyaikaiset ilmakehän joet päästävät todennäköisesti aiempaa runsaampia sateita. Vaikka tämä ei välttämättä tarkoita, että sadekuurot yleistyvät, voimakkaimpien tapahtumien odotetaan muuttuvan sateisemmiksi ja vahingollisemmiksi.

Elintärkeistä sateista tuhoisiin tulviin

Kaikki ilmakehän joet eivät ole haitallisia. Monet niistä tuovat hyödyllisiä sateita, jotka täydentävät altaita, elvyttävät pohjavettä ja tukevat lumipeitettä vuoristoalueilla. Esimerkiksi Yhdysvaltain länsirannikolla ilmakehän joet voivat tuottaa 30-50 prosenttia vuotuisesta sademäärästä, joten ne ovat elintärkeä osa veden kiertokulkua.

Voimakkaimmat tapahtumat voivat kuitenkin johtaa äärimmäisiin sateisiin, tulviin ja maanvyöryihin, etenkin jos ne jatkuvat koko alueella tai iskevät jo ennestään kyllästyneeseen maaperään. Tutkijat käyttävät niiden mahdollisten vaikutusten kuvaamiseen ilmakehän jokiasteikkoa, joka vaihtelee luokasta 1 (heikko) luokkaan 5 (poikkeuksellinen).

• Heikommat tapahtumat ovat yleensä hyödyllisiä ja auttavat lievittämään kuivuutta.
• Voimakkaammat tapahtumat, erityisesti kategorian 4 ja 5, voivat hukuttaa jokia, aiheuttaa infrastruktuurivaurioita ja häiritä yhteisöjä.

Paikallinen maantieteellinen sijainti vaikuttaa suuresti tuloksiin. Jyrkät rinteet, vettä läpäisemättömät pinnat tai nopea lumen sulaminen voivat muuttaa muuten hallittavissa olevan tapahtuman tulvaksi. Näiden monitahoisuuksien vuoksi meteorologit seuraavat ilmakehän jokien kosteuspitoisuutta ja kestoa ennustaakseen niiden mahdollisia vaikutuksia tarkemmin.

Keskeinen osa maapallon vesitasapainoa

Ilmakehän joet ovat ratkaisevassa asemassa maailmanlaajuisessa vedenkierrossa. Huolimatta kapeudestaan - usein vain muutama sata kilometriä - ne voivat kuljettaa riittävästi kosteutta muokkaamaan alueellista ilmastoa ja ylläpitämään kausittaisista sateista riippuvaisia ekosysteemejä.

Ne toimivat linkkinä tropiikin, jossa haihtuminen on suurinta, ja keskileveysasteiden välillä, jossa kosteus lopulta vapautuu sateena tai lumena. Ilman niitä monet alueet saisivat paljon vähemmän sadetta talvikuukausina.

Niiden voimistuminen asettaa kuitenkin uusia haasteita vesihuollolle ja tulviin varautumiselle. Paremmat ennustemallit ja satelliittihavainnot auttavat meteorologeja ennakoimaan paremmin, missä ja milloin ilmakehän joet laskeutuvat, ja näin yhteisöt voivat valmistautua sekä näiden järjestelmien elämää luoviin että tuhoaviin puoliin.

Yhteenvetona

Ilmakehän joki on keskittynyt kosteuskaistale, joka tuottaa suuria määriä sadetta, kun se liikkuu maan yli. Nämä järjestelmät ovat välttämättömiä maailmanlaajuisen vedenjakelun kannalta, mutta niiden voimakkaimmat muodot voivat aiheuttaa vakavia tulvia ja maanvyöryjä. Niiden esiintymiseen ja käyttäytymiseen vaikuttavat ilmastomallit, maantiede ja pitkäaikainen lämpeneminen, minkä vuoksi ne ovat keskeisellä sijalla sääennusteissa ja ilmastotutkimuksessa.