Zoninis srautas

Zoninis srautas atsiranda, kai reaktyvinė srovė-sparčiai judančios oro srovės viršutinėje troposferoje eina palyginti tiesiu keliu iš vakarų į rytus. Priešingai nei meridianinio srauto atveju, kai srovės srautas smarkiai vingiuoja į šiaurę ir pietus.

Šis tiesus, platuminis modelis slopina oro masių maišymąsi. Jis riboja šalto poliarinio oro arba šilto tropinio oro patekimą į vidutinių platumų regionus. Todėl zoninis srautas dažnai lemia švelnius, pastovius ir ilgalaikius orus, kuriuose mažiau temperatūros ekstremumų ar didelių kritulių.

Su zoniniu srautu susiję orai skiriasi priklausomai nuo sezono ir regiono, tačiau paprastai jie yra nuspėjami ir vidutinio sunkumo. Pavyzdžiui, žiemą dėl zoninio srauto tokiose vietose kaip Šiaurės Europa ar Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų regionas ilgą laiką būna debesuota, drėgna, bet palyginti švelnus oras. Vasarą jis gali lemti vėsesnius ir vėjuotus orus, dėl kurių sumažėja karščio bangų ar stiprių perkūnijų rizika. Kadangi atmosfera dėl zoninio srauto išlieka palyginti stabili, didelės audros pasitaiko rečiau, o orų sistemos linkusios greitai judėti ir nesustiprėti.

Rossby bangų vaidmuo

Zoninis srautas yra glaudžiai susijęs su Rossby bangų (dar vadinamų planetinėmis bangomis) elgesiu. Tai didelio masto bangos, natūraliai atsirandančios besisukančiuose skysčiuose, pavyzdžiui, Žemės atmosferoje ir vandenynuose, dėl kintančio Koriolio efekto priklausomai nuo geografinės platumos.

Esant stipriam zoniniam srautui, Rossby bangų amplitudės būna mažos. Tai reiškia, kad jų vingiai yra palyginti silpni, todėl reaktyvinė srovė gali išlaikyti tiesią, iš vakarų į rytus einančią trajektoriją. Tai sumažina oro masių judėjimą į šiaurę ir pietus, todėl orai tampa stabilūs.

Ir atvirkščiai, meridianinio srauto laikotarpiais Rossby bangų amplitudė būna daug didesnė. Dėl jų reaktyviniame sraute susidaro didelės įdubos (į pietus nukreipti kritimai) ir gūbriai (į šiaurę nukreipti iškilimai). Šios gilios vingiuotės palengvina intensyvų šalto poliarinio oro maišymąsi su šiltu atogrąžų oru, todėl orai tampa ekstremalesni ir permainingesni.

Kas lemia zoninį srautą?

Žemės atmosferos cirkuliaciją lemia keletas pagrindinių veiksnių, kurie turi įtakos zoninio srauto paplitimui:

• Diferencinis šildymas: Svarbiausias veiksnys yra netolygus saulės spinduliuotės pasiskirstymas Žemės paviršiuje. Į ekvatorių patenka gerokai daugiau tiesioginių saulės spindulių ir šilumos nei į ašigalius, todėl susidaro didelis temperatūrų skirtumas.
• Žemės sukimasis (Koriolio efektas): Kai įšilęs oras ties ekvatoriumi kyla ir juda į ašigalius, Žemės sukimasis jį nukreipia. Šiaurės pusrutulyje šis posūkis nukreipiamas į dešinę, o Pietų pusrutulyje - į kairę. Šis poveikis lemia didelio masto vėjų formavimąsi, įskaitant vakarų vėjus vidutinėse platumose, kur yra reaktyvinės srovės.
• Kampinio momento išsaugojimas: Judėdamas į ašigalius nuo ekvatoriaus, oras išsaugo kampinį momentą. Kadangi aukštesnėse platumose Žemės sukimosi spindulys yra mažesnis, kad išlaikytų kampinį momentą, oro paketas turi padidinti savo zoninį (rytų-vakarų) greitį. Tai lemia stiprų vakarų srautą viršutiniuose atmosferos sluoksniuose.
• Atmosferos cirkuliacijos ląstelės: Žemės atmosferą sudaro trys pagrindinės cirkuliacinės ląstelės kiekviename pusrutulyje Hadley, Ferrelir Poliarinė ląstelės. Šios ląstelės veikia perskirstydamos šilumą iš ekvatoriaus į ašigalius. Stipri ir stabili šių ląstelių sąveika, kurią lemia temperatūros gradientas, yra palanki labiau zoniniam viršutinio lygio srauto pobūdžiui.

Kai temperatūrų skirtumas tarp ekvatoriaus ir ašigalių yra ypač didelis ir santykinai vienodas, paprastai susidaro stipresnė ir tiesesnė reaktyvinė srovė, o tai skatina zoninį srautą. Šio temperatūros gradiento sutrikimai arba stiprūs geografiniai elementai (pvz., kalnų grandinės) gali sukelti didesnes Rossby'o bangas, dėl kurių susidaro labiau meridianinis srautas.

Norint prognozuoti ir aiškinti atmosferos elgseną, labai svarbu suprasti šią pagrindinę dinamiką, įskaitant Rossby bangų įtaką ir pasaulinės cirkuliacijos varomąsias jėgas. Zoninių ir meridianinių modelių pokyčiai dažnai rodo ekstremalių orų reiškinių tikimybės pokyčius.