Reaktīvā plūsma

Reaktīvo gaisa plūsmu ātrums var pārsniegt 300 km/h, un tās darbojas kā gaisa upes, vadot laikapstākļu sistēmas visā pasaulē. Tās nav nepārtrauktas joslas, bet gan līkumotas plūsmas, kas var mainīt formu, sadalīties vai saplūst. 

To ietekme uz laikapstākļiem ir milzīga, ietekmējot vētru virzību, temperatūras un nokrišņu režīmu visā pasaulē.

Kāpēc veidojas reaktīvās straumes: Temperatūras un spiediena nozīme.

Reaktīvo straumju galvenais cēlonis ir nevienmērīga Zemes virsmas sasilšana. Ekvators visu gadu saņem vairāk tiešas saules gaismas nekā polāri, tāpēc pie ekvatora siltais gaiss paceļas, bet pie poliem aukstais gaiss grimst. Šī atšķirība rada spēcīgus horizontālus temperatūras gradientus, īpaši atmosfēras augšējos slāņos. 

Siltajam gaisam virzoties uz poliem, tas saskaras ar vēsāku gaisu. Spiediena gradienta spēks liek gaisam virzīties no augsta spiediena uz zemu, bet Koriolisa efekts, ko izraisaZemes rotācija, novirza šo kustīgo gaisu. Rezultātā troposfēras augšdaļā veidojas ātrgaitas rietumu vēja plūsma - strūklas straume.

Trīs atmosfēras cirkulācijas šūnas

Lai saprastu, kur un kāpēc veidojas reaktīvās gaisa plūsmas, ir lietderīgi aplūkot Zemes atmosfēras cirkulācijas struktūru, kas katrā puslodē ir sadalīta trīs galvenajās šūnās:

1. Hadleja šūna (no 0° līdz ~30° platuma) Silts, mitrs gaiss paceļas pie ekvatora, lielā augstumā virzās uz polu un ap 30° platuma nolaižas lejup. Šī cirkulācija nosaka tropu klimatu un subtropu augsta spiediena zonu veidošanos.
   Subtropu reaktīvā straume parasti veidojas pie Hadlija šūnas augšējās robežas, ap 30° platuma, un tā var ietekmēt laikapstākļus subtropos un vidējo platumu dienvidu daļā.
2. Ferrela šūna (~30° līdz 60° platuma) Tā ir netiešās cirkulācijas zona, kurā virszemes vēji plūst uz polu, bet augstuma vēji virzās uz ekvatoru. Tā darbojas kā sajaukšanās zona starp tropiskajām un polārajām gaisa masām.
   Polārā frontes strūklas plūsma, ko bieži sauc vienkārši par polāro strūklu, veidojas uz robežas starp Ferrela un polāro šūnu. Parasti tā ir spēcīgāka un mainīgāka nekā subtropiskā strūkla.
3. Polārā šūna (no 60° līdz 90° platuma) Aukstais gaiss pie poliem nogrimst un virzās uz zemākiem platuma grādiem pie zemes virsmas. Gaisa pacelšanās aptuveni 60° augstumā noslēdz šo cilpu. Lai gan polārajai šūnai ir mazāka nozīme strūklas veidošanā, tās aukstajam gaisam ir būtiska nozīme polārās frontes un strūklas stipruma uzturēšanā.

Koriolisa efekts: Kāpēc reaktīvās straumes plūst no rietumiem uz austrumiem

Koriolisa efektu izraisa Zemes rotācija. Gaisam pārvietojoties uz ziemeļiem vai dienvidiem, tas tiek novirzīts, jo dažādos platuma grādos rotācijas ātrums ir atšķirīgs. Ziemeļu puslodē šī novirze ir pa labi, bet dienvidu puslodē - pa kreisi. 

Šī novirze pārvērš tiešo ziemeļu-dienvidu plūsmu par rietumu-austrumu plūsmu, radot strūklu plūsmai raksturīgo rietumu plūsmu. Ja nebūtu Koriolisa efekta, strūklu plūsmas neveidotos līknes - tās vienkārši virzītos no ekvatora uz polu.

Rossby viļņi: Meandrējošā strūklas straume

Reaktīvās straumes nevirzās taisnās līnijās. Tā vietā tās veido lielus līkumus, ko sauc par Rossby viļņiem, kas ir planētas mēroga viļņošanās strūklas plūsmā. Šie viļņi ir būtiski siltuma pārnesei no tropiem uz poliem un otrādi. 

Rossby viļņi ir atbildīgi par lielu daļu ikdienas laikapstākļu mainības. Liels kalnu grēda (uz ziemeļiem vērsts izliekums) var radīt siltus un sausus laika apstākļus vienā reģionā, savukārt dziļš ieplaka (uz dienvidiem vērsts iegrimums) var radīt aukstus un mitrus laika apstākļus citā reģionā. Kad šie viļņi kļūst stacionāri vai lēni kustīgi, tie var radīt ekstremālus laikapstākļus.

Reaktīvās straumes un ekstremāli laikapstākļi

Reaktīvās plūsmas spēcīgi ietekmē vietējos un reģionālos laikapstākļus, kontrolējot augsta un zema spiediena sistēmu, frontālo robežu un vētru virzienu kustību. Ja reaktīvās straumes mainās, pastiprinās vai apstājas, sekas var būt smagas:

• Sausums var iestāties, ja noturīga strūklas plūsmas grēda novirza vētru sistēmas no reģiona, tādējādi samazinot nokrišņu daudzumu vairāku nedēļu vai mēnešu laikā.
• Plūdi var rasties, ja stacionāra ieplaka atkārtoti novada mitru gaisu virs vienas un tās pašas teritorijas, izraisot ilgstošus vai intensīvus nokrišņus.
• Karstuma viļņi bieži vien ir saistīti ar bloķētu gaisa plūsmu, kas iesloga siltu gaisu zem stagnējošas augsta spiediena sistēmas.
• Aukstums var iestāties, kad polārā strūklas plūsma arktisko gaisu aiznes tālu uz dienvidiem uz mērenajiem reģioniem.

Vidējos platuma grādos - līdzīgi kā lielā daļā Ziemeļamerikas un Eiropas - polārā strūklas plūsma ir galvenais faktors gan ikdienas prognozēs, gan ilgtermiņa laikapstākļu tendencēs.

Reaktīvās straumes un klimata pārmaiņas

Arvien vairāk pierādījumu liecina, ka klimata pārmaiņas ietekmē reaktīvo straumju uzvedību. Tā kā Arktika sasilst straujāk nekā pārējā planētas daļa - fenomens, kas pazīstams kā Arktikas pastiprināšanās, - temperatūras gradients starp ekvatoru un poliem pavājinās. 

Tas var mazināt polārās strūklas stiprumu un palielināt tās tendenci līkņot un palēnināties. Šādas izmaiņas var būt saistītas ar biežākiem un ilgstošākiem ekstremāliem laikapstākļiem. Piemēram, vājāka strūklas plūsma var ļaut aukstam gaisam ienirt tālāk uz dienvidiem vai ļaut karstuma viļņiem ilgāk ieilgt nekā agrāk.

Galvenais spēlētājs mainīgajā klimatā

Reaktīvās gaisa plūsmas ir kas vairāk nekā tikai ātrgaitas gaisa straumes - tās ir ļoti svarīgi diriģenti Zemes atmosfēras simfonijā. Šie spēcīgie vēji, kas radušies no fundamentālas nelīdzsvarotības starp siltajiem tropiem un aukstajiem poliem un ko ietekmē mūsu planētas rotācija, darbojas kā būtiski svarīgi vadi, kas pārvada enerģiju un vada laikapstākļu sistēmas, kuras veido mūsu pasauli. 

To līkumainais ceļš ietekmē gan ikdienas vētras, gan spēcīgu sausumu, plūdus un karstuma viļņus, un tas būtiski ietekmē cilvēku sabiedrību un ekosistēmas. Tā kā mūsu klimats turpina sasilt, jo īpaši Arktikā, mainās šo straumju virzītājspēku trauslais līdzsvars. 

Tāpēc reaktīvo straumju mainīgās uzvedības monitorings un izpratne par to ir ne tikai zinātnisks uzdevums, bet arī būtiska daļa no gatavošanās un pielāgošanās nākotnes atmosfēras izaicinājumiem.