آموزشی
رودباد یا جت استریم چیست ؟
شکل گیری یک رودباد
زمانی که توده های هوای گرم در جنوب با توده های هوای سرد شمالی به هم برخورد می کند، درجه حرارت و فشار به سرعت کاهش می یابد. اساسا شما می توانید افت درجه حرارت و فشار را با یک تپه مقایسه کنید. هرچه شیب تپه بیشتر باشد شما سریع تر به پایین آن تپه می رسید و همه اینها به خاطر تفاوت معنادار شیب است.
در مورد سرعت باد، تفاوت فشار میان یک محدوده پرفشار و کم فشار می تواند بسیار زیاد باشد و به همین دلیل است که بادهایی با سرعت های بالاشکل می گیرد. تفاوت های فشار و درجه حرارت گاهی بسیار زیاد است و علت آن هم این که این روزها شدت گرمایش جهانی کاملاشرایط طبیعی را بر هم زده است. در فصل زمستان یعنی در زمان اوج جت استریم و در تابستان کاملاتوازن بر هم خورده است.
با این که این تونل هوا بیشتر در ارتفاعات بالای ۲۰ هزار فوتی (مرز میان تروپوسفر و استراتوسفر) شکل می گیرد، اما تاثیرات این پدیده جوی می تواند الگوهای آب و هوا را کاملاتغییر دهد. خشکسالی های ویرانگر، سیلاب و توفان های مهیب از اثرات این پدیده است. اهمیت جت استریم بیشتر به این دلیل است که الگوهای جوی را در سطحی جهانی تحت تاثیر قرار می دهد و این مساله می تواند پیش بینی وضع هوا را با مشکلات عدیده ای مواجه کند. یک نمونه از تاثیرات مستقیم آن مشکلاتی است که بر سر راه سفرهای هوایی ایجاد خواهد شد. زمان های پرواز هواپیماها و میزان مصرف سوخت مستقیما از چنین پدیده هایی تاثیر خواهد پذیرفت.
کشف جت استریم
برای نخستین بار پدیده رودباد در دهه ۱۹۲۰ به وسیله واسابورو اوئیشی یک هواشناس ژاپنی کشف شد. وی که روی بالن های مخصوص هواشناسی کار می کرد به صورت اتفاقی این رود باد عظیم را شناسایی کرد. این بالن ها با پرواز بر فراز کوه فوجی بادهای سطوح فوقانی تر جو را مورد بررسی قرار دادند. تحقیقات این هواشناس باعث آگاهی از الگوهای چنین بادهایی شد، اما مساله مهم اینجا بود که تحقیقات وی در ژاپن سندیت داشت و هنوز در ابعاد جهانی نیاز به مطالعات بیشتر داشت. شناخت بیشتر از رودبادها سال۱۹۳۴ بدست آمد، زمانی که یک خلبان آمریکایی به نام ویلی پست تصمیم به پرواز تک نفره به دور کره زمین گرفت. این خلبان یک لباس مخصوص را برای خود طراحی کرد که به وی این امکان را می داد در ارتفاعات بسیار بالاپرواز کند.
نکته: مهم ترین اثرجت استریم در صنعت هواپیمایی است، چرا که پرواز در جهت موافق یا مخالف جت استریم ها می تواند بشدت بر سوددهی وزیان دهی صنایع هواپیمایی تاثیرگذار باشد.
وی در خلال پروازهای خود متوجه تغییرات ناگهانی سرعت شد. این تغییرات ناگهانی حاکی از قرار گرفتن وی در یک جریان کاملامتفاوت از توده هوا بود. با این وجود تا سال ۱۹۳۹ طول کشید که چنین پدیده ای رسما مورد تائید کارشناسان و متخصصان جهانی قرار گیرد. سال ۱۹۳۹ یک هواشناس آلمانی به نام اچ. سیلکوف در یک مقاله علمی از عبارت جت استریم نام برد. بعدها در طول جنگ جهانی دوم خلبانانی که مسیر میان اروپا و آمریکای شمالی را طی می کردند، متوجه تغییرات فاحش سرعت باد شدند و همه اینها کم کم بر میزان اطلاعات هواشناسان و دانشمندان جهان افزود.
توصیف دلایل پدیده جت استریم
تحقیقات بیشتر خلبانان و هواشناسان نشان داد که دو جریان عمده جت استریم در نیمکره شمالی وجود دارد و در نیمکره جنوبی نیز این پدیده کماکان تاثیرگذار است به طوری که قوی ترین جت استریم های این نیمکره در عرض جغرافیایی بین ۳۰ درجه شمالی تا ۶۰ درجه شمالی به ثبت رسیده اند. ضعیف ترین رودبادی که در بخش های پایین استوا وجود دارد در نزدیکی عرض ۳۰ درجه شمالی گزارش شده است. موقعیت این نوع رودبادها در طول سال تغییر می کند و گفته می شود که آنها خورشید را دنبال می کنند چرا که با گرم شدن هوا از شمال و با سرد شدن هوا از جنوب حرکت کرده و تغییر موضع می دهند. لازم به ذکر است که جت استریم ها در فصل زمستان قوی تر است و علت آن هم تضاد میان هوای قطب شمال و استواست که در این زمان به اوج خود می رسد. در تابستان تفاوت درجه حرارت کمتر است بنابراین جت استریم ضعیف تر است. جت استریم ها معمولامسافت های بسیار طولانی را پوشش می دهد. حتی گاه آنها جریانات پیوسته نیز نیستند یا در پاره ای از اوقات هم پیچ و تاب های زیادی در طول مسیر حرکتشان پیدا می کنند. جایی که پیچ و تاب در این قبیل تونل ها ایجاد شود، سرعت حرکت باد هم کندتر خواهد شد و چنین امواجی تحت عنوان «راسبی» خوانده می شود. علت کاهش سرعت، همان اثر کوریولیس و تغییر جهت باد به سمت غرب یعنی جهت مخالف حرکت است.
برای نخستین بار پدیده رودباد در دهه ۱۹۲۰ به وسیله واسابورو اوئیشی یک هواشناس ژاپنی کشف شد. وی که روی بالن های مخصوص هواشناسی کار می کرد به صورت اتفاقی این رود باد عظیم را شناسایی کرد. این بالن ها با پرواز بر فراز کوه فوجی بادهای سطوح فوقانی تر جو را مورد بررسی قرار دادند. تحقیقات این هواشناس باعث آگاهی از الگوهای چنین بادهایی شد، اما مساله مهم اینجا بود که تحقیقات وی در ژاپن سندیت داشت و هنوز در ابعاد جهانی نیاز به مطالعات بیشتر داشت. شناخت بیشتر از رودبادها سال۱۹۳۴ بدست آمد، زمانی که یک خلبان آمریکایی به نام ویلی پست تصمیم به پرواز تک نفره به دور کره زمین گرفت. این خلبان یک لباس مخصوص را برای خود طراحی کرد که به وی این امکان را می داد در ارتفاعات بسیار بالاپرواز کند.
نکته: مهم ترین اثرجت استریم در صنعت هواپیمایی است، چرا که پرواز در جهت موافق یا مخالف جت استریم ها می تواند بشدت بر سوددهی وزیان دهی صنایع هواپیمایی تاثیرگذار باشد.
وی در خلال پروازهای خود متوجه تغییرات ناگهانی سرعت شد. این تغییرات ناگهانی حاکی از قرار گرفتن وی در یک جریان کاملامتفاوت از توده هوا بود. با این وجود تا سال ۱۹۳۹ طول کشید که چنین پدیده ای رسما مورد تائید کارشناسان و متخصصان جهانی قرار گیرد. سال ۱۹۳۹ یک هواشناس آلمانی به نام اچ. سیلکوف در یک مقاله علمی از عبارت جت استریم نام برد. بعدها در طول جنگ جهانی دوم خلبانانی که مسیر میان اروپا و آمریکای شمالی را طی می کردند، متوجه تغییرات فاحش سرعت باد شدند و همه اینها کم کم بر میزان اطلاعات هواشناسان و دانشمندان جهان افزود.
توصیف دلایل پدیده جت استریم
تحقیقات بیشتر خلبانان و هواشناسان نشان داد که دو جریان عمده جت استریم در نیمکره شمالی وجود دارد و در نیمکره جنوبی نیز این پدیده کماکان تاثیرگذار است به طوری که قوی ترین جت استریم های این نیمکره در عرض جغرافیایی بین ۳۰ درجه شمالی تا ۶۰ درجه شمالی به ثبت رسیده اند. ضعیف ترین رودبادی که در بخش های پایین استوا وجود دارد در نزدیکی عرض ۳۰ درجه شمالی گزارش شده است. موقعیت این نوع رودبادها در طول سال تغییر می کند و گفته می شود که آنها خورشید را دنبال می کنند چرا که با گرم شدن هوا از شمال و با سرد شدن هوا از جنوب حرکت کرده و تغییر موضع می دهند. لازم به ذکر است که جت استریم ها در فصل زمستان قوی تر است و علت آن هم تضاد میان هوای قطب شمال و استواست که در این زمان به اوج خود می رسد. در تابستان تفاوت درجه حرارت کمتر است بنابراین جت استریم ضعیف تر است. جت استریم ها معمولامسافت های بسیار طولانی را پوشش می دهد. حتی گاه آنها جریانات پیوسته نیز نیستند یا در پاره ای از اوقات هم پیچ و تاب های زیادی در طول مسیر حرکتشان پیدا می کنند. جایی که پیچ و تاب در این قبیل تونل ها ایجاد شود، سرعت حرکت باد هم کندتر خواهد شد و چنین امواجی تحت عنوان «راسبی» خوانده می شود. علت کاهش سرعت، همان اثر کوریولیس و تغییر جهت باد به سمت غرب یعنی جهت مخالف حرکت است.
اهمیت جت استریم ها
مهم ترین اثر این پدیده در صنعت هواپیمایی است. به عنوان مثال سال ۱۹۵۲ یک هواپیمای پان آمریکن که از توکیو به سمت هونولولو جزایر هاوایی در حال حرکت بود توانست چند ساعتی از مدت زمان سفر خود بکاهد. این کاهش زمان صرفه جویی در مصرف سوخت را به دنبال دارد. پرواز در جهت موافق یا مخالف جت استریم ها می تواند بشدت بر سوددهی و زیان دهی صنایع هواپیمایی تاثیرگذار باشد. ناآرامی های وسیعی که در اطراف این تونل های باد وجود دارد و تاثیر پدیده گرمایش جهانی بر شدت خطرات وارده احتمالی افزوده چرا که امکان پیش بینی را تا حد امکان از هواشناسان گرفته است. یکی دیگر از دلایل اهمیت جت استریم ها تغییر در الگوهای جوی است. به عنوان مثال هواشناسان دلیل بارش های سیل آسای اخیر در بریتانیا را رودبادها می دانند و معتقدند که آنها الگوهای متعارف را بر هم زده اند. علاوه بر این از نظر هواشناسی فاکتورهای متعددی است که باعث می شود الگوهای جوی یک منطقه به شکل غیرعادی تغییر کند. برآوردها حاکی از آن است که در آخرین دوره یخبندان آمریکای شمالی، جت استریم قطبی به سمت جنوب منحرف شده و علت آن هم صفحه عظیم یخچالی در قطب شمال بوده که سه کیلومتر ضخامت داشته. این صفحه عظیم یخچالی عملااقلیم محلی را تحت تاثیر قرار داده و حتی توانسته جریان رودباد را هم تغییر دهد. حاصل این تغییر مسیر نیز بارش های مداوم و شکل گیری چند دریاچه در آمریکای شمالی بوده. ال نینیو و لانینیا نیز توانایی آن را دارند که جت استریم را از مسیر خود منحرف کنند. به عنوان مثال با وقوع ال نینیو بارندگی در کالیفرنیا بشدت افزایش پیدا می کند چرا که جت استریم قطبی بیشتر به سمت جنوب منحرف می شود و ارمغان آن هم برای بخش های جنوبی تر چیزی به جز توفان های مهیب نیست.برعکس با وقوع لانینیا، کالیفرنیا وارد یک دوره خشکسالی می شود و بارندگی ها بیشتر در بخش شمال غربی اقیانوس آرام متمرکز می شود. علت این پدیده آن است که جت استریم قطبی به سمت شمال منحرف شده است. تحت این شرایط بارندگی ها اغلب در اروپا به حداکثر میزان خود می رسد چراکه جت استریم توانایی آن را دارد که ابرها را به سمت شرق تغییر جهت دهد. امروزه، جابه جایی جت استریم شمالی مسلم شده و نتیجه آن هم تغییرات احتمالی است که اکنون شاهد آن هستیم. دلیل بیشتر خشکسالی ها و سیلاب های اخیر را باید در تغییر موضع جت استریم ها جستجو کرد. به همین دلیل بسیاری از دانشمندان و هواشناسان درصدد هستند که به جای رصد عواقب این پدیده به علت های آن پی ببرند. حتی این روزها استفاده از انرژی تونل های رودبادها در صدر تحقیقات جهانی قرار گرفته است. توربین های بادی معلق می توانند استفاده از این انرژی پاک را امکان پذیر سازند.
مهم ترین اثر این پدیده در صنعت هواپیمایی است. به عنوان مثال سال ۱۹۵۲ یک هواپیمای پان آمریکن که از توکیو به سمت هونولولو جزایر هاوایی در حال حرکت بود توانست چند ساعتی از مدت زمان سفر خود بکاهد. این کاهش زمان صرفه جویی در مصرف سوخت را به دنبال دارد. پرواز در جهت موافق یا مخالف جت استریم ها می تواند بشدت بر سوددهی و زیان دهی صنایع هواپیمایی تاثیرگذار باشد. ناآرامی های وسیعی که در اطراف این تونل های باد وجود دارد و تاثیر پدیده گرمایش جهانی بر شدت خطرات وارده احتمالی افزوده چرا که امکان پیش بینی را تا حد امکان از هواشناسان گرفته است. یکی دیگر از دلایل اهمیت جت استریم ها تغییر در الگوهای جوی است. به عنوان مثال هواشناسان دلیل بارش های سیل آسای اخیر در بریتانیا را رودبادها می دانند و معتقدند که آنها الگوهای متعارف را بر هم زده اند. علاوه بر این از نظر هواشناسی فاکتورهای متعددی است که باعث می شود الگوهای جوی یک منطقه به شکل غیرعادی تغییر کند. برآوردها حاکی از آن است که در آخرین دوره یخبندان آمریکای شمالی، جت استریم قطبی به سمت جنوب منحرف شده و علت آن هم صفحه عظیم یخچالی در قطب شمال بوده که سه کیلومتر ضخامت داشته. این صفحه عظیم یخچالی عملااقلیم محلی را تحت تاثیر قرار داده و حتی توانسته جریان رودباد را هم تغییر دهد. حاصل این تغییر مسیر نیز بارش های مداوم و شکل گیری چند دریاچه در آمریکای شمالی بوده. ال نینیو و لانینیا نیز توانایی آن را دارند که جت استریم را از مسیر خود منحرف کنند. به عنوان مثال با وقوع ال نینیو بارندگی در کالیفرنیا بشدت افزایش پیدا می کند چرا که جت استریم قطبی بیشتر به سمت جنوب منحرف می شود و ارمغان آن هم برای بخش های جنوبی تر چیزی به جز توفان های مهیب نیست.برعکس با وقوع لانینیا، کالیفرنیا وارد یک دوره خشکسالی می شود و بارندگی ها بیشتر در بخش شمال غربی اقیانوس آرام متمرکز می شود. علت این پدیده آن است که جت استریم قطبی به سمت شمال منحرف شده است. تحت این شرایط بارندگی ها اغلب در اروپا به حداکثر میزان خود می رسد چراکه جت استریم توانایی آن را دارد که ابرها را به سمت شرق تغییر جهت دهد. امروزه، جابه جایی جت استریم شمالی مسلم شده و نتیجه آن هم تغییرات احتمالی است که اکنون شاهد آن هستیم. دلیل بیشتر خشکسالی ها و سیلاب های اخیر را باید در تغییر موضع جت استریم ها جستجو کرد. به همین دلیل بسیاری از دانشمندان و هواشناسان درصدد هستند که به جای رصد عواقب این پدیده به علت های آن پی ببرند. حتی این روزها استفاده از انرژی تونل های رودبادها در صدر تحقیقات جهانی قرار گرفته است. توربین های بادی معلق می توانند استفاده از این انرژی پاک را امکان پذیر سازند.
رودباد یا جت استریم
هواشناسان با تعیین موقعیت جت استریم ها می توانند وضعیت جوی را پیش بینی کنند، اما تغییرات غیرقابل پیش بینی اخیر سبب شده که میزان خطا افزایش پیدا کند. بدیهی است که این مساله می تواند با خطرات زیادی همراه باشد. هواشناسان از میزان رطوبت نسبی موجود در هوا برای تعیین موقعیت جت استریم ها استفاده می کنند. جت استریم در واقع یک جریان باریک از هواست که به شکل نوار باریکی در اطراف نیمکره شمالی و جنوبی کره زمین به شکل موجی در حال حرکت است. نیمکره شمالی و جنوبی هر یک جت استریم های قطبی و استوایی خاص خود را دارد، اما واژه جت استریم بیشتر برای جت استریم قطبی نیمکره شمالی کاربرد دارد چرا که این نوع از جت استریم، نواحی وسیعی از آمریکای شمالی، اروپا و آسیا را تحت تاثیر قرار می دهد. این در حالی است که رودباد یا جت استریم قطبی نیمکره جنوبی بیشتر قطب جنوب را تحت تاثیر قرار می دهد. تعیین محل دقیق جت استریم ها برای پیش بینی وضع هوا ضروری است. عرض رودبادها از ۱۶۱ تا ۶۴۴ کیلومتر و ضخامت آن بین ۶ / ۱ تا ۸ / ۴ کیلومتر متغیر است. پرقدرت ترین بادهای جت استریم معمولادر ارتفاعات ۹۱۴۴ متری از سطح زمین ردیابی شده است. سرعت چنین بادهایی بیشتر بین ۲۴۱ تا ۴۸۲ کیلومتر در ساعت است. جهت حرکت جت استریم از غرب به شرق است. البته نوع دیگری از جت استریم وجود دارد که از آن به عنوان جت استریم شرقی یاد می شود و در طول تابستان رخ می دهد. این نوع خاص از رودباد از بخش فوقانی تروپوسفر سرچشمه می گیرد و تا غربی ترین بخش قاره آفریقا یعنی حدود ۱۰ هزار کیلومتر گسترش پیدا می کند.
جت استریم معمولی که تغییراتش بشدت آب و هوای نیمکره شمالی را تحت تاثیر قرار داده، مدام موقعیت خود را تغییر می دهد. در حقیقت می توان چنین گفت که تغییر فصل باعث تغییر موضع آن می شود. به عنوان مثال در کشور آمریکا در پاره ای از اوقات ۲ جریان مجزا، کشور را تحت پوشش تاثیرات خود قرار می دهد، یکی از این جریانات مرزهای شمالی و دیگری مرزهای جنوبی را درمی نوردد و اثرات کاملامتفاوتی را در پی خواهد داشت. هواشناسان برای تعیین میزان بخار آبی که در لایه های فوقانی اتمسفر وجود دارد در ماهواره ها از سنسورهای مادون قرمز استفاده می کنند.
