Flux zonal

Fluxul zonal apare atunci când jet stream-curenții de aer care se deplasează rapid în troposfera superioară- urmează o traiectorie relativ dreaptă de la vest la est. Acest lucru este în contrast cu fluxul meridional, în care jet stream-ul se curbează dramatic de la nord la sud.

Acest model drept, latitudinal, tinde să suprime amestecul maselor de aer. El limitează pătrunderea aerului polar rece sau a aerului tropical cald în regiunile de latitudini medii. Ca urmare, fluxul zonal conduce adesea la o vreme blândă, constantă și persistentă, cu mai puține temperaturi extreme sau precipitații semnificative.

Vremea asociată fluxului zonal variază în funcție de sezon și regiune, dar este în general previzibilă și moderată. De exemplu, iarna, fluxul zonal poate aduce perioade prelungite de vreme noroasă, umedă, dar relativ blândă în locuri precum nordul Europei sau nord-vestul Pacificului. Vara, poate duce la condiții mai răcoroase, cu briză, cu un risc redus de valuri de căldură sau furtuni puternice. Deoarece atmosfera rămâne relativ stabilă sub fluxul zonal, furtunile majore sunt mai puțin frecvente, iar sistemele meteorologice tind să se deplaseze rapid fără a se intensifica.

Rolul undelor Rossby

Fluxul zonal este strâns legat de comportamentul undelor Rossby (cunoscute și ca unde planetare). Acestea sunt unde la scară largă care apar în mod natural în fluidele în rotație, precum atmosfera și oceanele Pământului, datorită variației efectului Coriolis cu latitudinea.

În perioadele de flux zonal puternic, undele Rossby tind să aibă amplitudini mici. Aceasta înseamnă că meandrele lor sunt relativ slabe, permițând jet stream-ului să își mențină traiectoria în mare parte dreaptă, de la vest la est. Acest lucru minimizează mișcarea maselor de aer spre nord și spre sud, contribuind la o vreme stabilă.

Dimpotrivă, în timpul perioadelor de flux meridional, undele Rossby devin mult mai ample. Ele creează depresiuni (coborâri spre sud) și creste (umflături spre nord) semnificative în jet stream. Aceste meandre adânci facilitează amestecul viguros al aerului polar rece cu aerul tropical cald, ceea ce duce la condiții meteorologice mai extreme și mai variabile.

Care sunt cauzele fluxului zonal?

Mai mulți factori fundamentali determină circulația atmosferică a Pământului și influențează prevalența fluxului zonal:

• Încălzirea diferențiată: Cel mai important factor este distribuția inegală a radiației solare pe suprafața Pământului. Ecuatorul primește mult mai multă lumină solară directă și căldură decât polii, creând o diferență mare de temperatură.
• Rotația Pământului (efectul Coriolis): În timp ce aerul încălzit de la ecuator se ridică și se deplasează spre pol, rotația Pământului îl deviază. Această deviere este spre dreapta în emisfera nordică și spre stânga în emisfera sudică. Acest efect este responsabil de formarea tiparelor de vânt la scară largă, inclusiv a vânturilor de vest la latitudinile medii, unde se află jet stream-urile.
• Conservarea impulsului unghiular: Pe măsură ce aerul se deplasează spre pol de la ecuator, acesta își conservă momentul unghiular. Deoarece raza de rotație a Pământului este mai mică la latitudini mai mari, pachetul de aer trebuie să își mărească viteza zonală (est-vest) pentru a-și menține momentul unghiular. Acest lucru contribuie la puternicul flux de vest din atmosfera superioară.
• Celule de circulație atmosferică: Atmosfera Pământului are trei celule majore de circulație în fiecare emisferă: Hadley, Ferrel, și Polar celule. Aceste celule au rolul de a redistribui căldura de la ecuator la poli. O interacțiune puternică și stabilă între aceste celule, determinată de gradientul de temperatură, tinde să favorizeze un model mai zonal în fluxul de la nivelul superior.

Atunci când diferența de temperatură dintre ecuator și poli este deosebit de puternică și relativ uniformă, aceasta produce în general un jet stream mai robust și mai drept, favorizând astfel fluxul zonal. Perturbările acestui gradient de temperatură sau caracteristicile geografice puternice (cum ar fi lanțurile muntoase) pot induce unde Rossby mai mari, conducând la modele de flux mai meridionale.

Înțelegerea acestor dinamici de bază, inclusiv a influenței undelor Rossby și a forțelor motrice ale circulației globale, este esențială pentru prezicerea și interpretarea comportamentului atmosferic. Schimbările între tiparele zonale și meridionale semnalează adesea schimbări în probabilitatea producerii unor fenomene meteorologice extreme.