To rok niejasnych zjawisk atmosferycznych. Wir polarny schłodził zimę wszystkim. Wydzielenia metanu mogą być rzeźbiąc tajemnicze kratery w lodzie Arktyki. A wzorce blokowania zrzuciły winę na Kolorado tak zwana powódź tysiącletnia. Więc jeśli chcesz zaimponować przyjaciołom i krewnym swoją wiedzą meteorologiczną, będziesz musiał kopać głęboko. Rozważ zadziwienie ich pogawędką o falach Rossby'ego.

Fale Rossby'ego (rzecz.): Duże poziome falowania atmosferyczne związane z prądem strumieniowym z przodu bieguna.

Paplanina

W artykule opublikowanym w tym tygodniu w Proceedings of the National Academy of SciencesSugeruje to Dim Coumou z niemieckiego Instytutu Badań nad Wpływem Klimatu w Poczdamie zatrzymane prądy atmosferyczne związane z falami Rossby'ego mogły stać za niedawnymi suszami i powodziami. Jennifer Francis z Rutgers University's Institute of Marine and Coastal Sciences zaproponowała podobny związek między falami a wzrostem ekstremalnych zjawisk pogodowych (chociaż wskazuje na nieco inny mechanizm). Czym więc są te fale?

Gist

Matematyka stojąca za szwedzko-amerykańskim meteorologiem Carla-Gustafa Rossby'ego Teoria jest skomplikowana, ale koncepcja już nie. Musisz zacząć od idei generowania i przywracania sił, które dotyczą wszystkich ruchów przypominających fale.

„Pomyśl o źródle” – wyjaśnia Franciszek. Stosujesz generowanie siły aby wyciągnąć sprężynę z jej stabilnej pozycji, a elastyczność sprężyny — tzw siła regeneracji— ciągnie go z powrotem. Jednak elastyczność ciągnie sprężynę poza jej stabilny punkt w innym kierunku. W rezultacie twoja sprężyna podskakuje w górę iw dół.

Mając to na uwadze, wyobraź sobie cząstkę powietrza poruszającą się w strumieniu strumieniowym, który przecina Amerykę Północną mniej więcej z zachodu na wschód.

Jeśli ta cząsteczka powietrza napotka przeszkodę, może zostać odbita od swojej wschodniej ścieżki. Na przykład pasmo górskie mogłoby popchnąć cząstkę na południe. W tym momencie, przy braku dodatkowej siły interweniującej, cząstka po prostu kontynuowałaby podróż w kierunku południowym. Istnieje jednak siła przywracająca. Poznaj efekt Coriolisa.

{Youtube}https://www.youtube.com/watch?v=i2mec3vgeaI{/ Youtube}

Gdy Ziemia obraca się wokół swojej osi północ-południe, wszystkie cząstki na powierzchni planety lub w jej pobliżu wirują razem z nią. Nie wirują jednak z tą samą prędkością — cząstki na równiku wirują wolniej niż obiekty w pobliżu biegunów północnych lub południowych.

W rezultacie, gdy nasza cząsteczka powietrza jest popychana na południe, jej prędkość wirowania nie odpowiada obrotowi Ziemi na tej szerokości geograficznej – cząstka wiruje zbyt szybko. To niedopasowanie popycha cząstkę na północ, w kierunku pozycji, w której jej spin byłby zgodny z obrotem Ziemi. To jest przywracająca siła w działaniu.

Jednak podobnie jak w przypadku sprężyny, siła przywracająca nadmiernie koryguje pozycję cząstki, popychając ją na północ od jej pierwotnej szerokości geograficznej. Teraz obraca się zbyt wolno jak na swoją szerokość geograficzną, co zmusza cząstkę do powrotu na południe. W rezultacie cząstka odbija się w górę iw dół, kontynuując swój ogólny ruch na wschód. To odchylenie północ-południe wpływa nie tylko na pojedynczą cząsteczkę, ale na każdą cząsteczkę powietrza w strumieniu strumieniowym, dlatego strumień strumieniowy często wygląda na falisty. Ta meandrująca ścieżka jest istotą teorii fal Rossby'ego.

Wypłata

Przedłużające się okresy niezmiennej letniej pogody — czy to przytłaczający upał, niekończąca się susza, czy prawie biblijne ulewy — stanowią okazję do zaprezentowania swojej znajomości fal Rossby. Wyjaśnij swoim bez wątpienia zachwyconym słuchaczom, że falujący prąd strumieniowy może utrzymać układy pogodowe na miejscu przez tygodnie, a globalne ocieplenie może zintensyfikować ten efekt (chociaż jest to aktywne obszar debaty wśród naukowców — rola fal Rossby'ego, czyli nie samo globalne ocieplenie).

Oto jak to działa. Siła strumienia zależy od różnicy temperatur między Arktyką a średnimi szerokościami geograficznymi. Różnica ta jednak maleje, ponieważ zmiany klimatu powodują ocieplenie Arktyki dwa razy szybciej jak reszta planety. Klimatolodzy nazywają ten efekt „Wzmocnienie arktyczne” i może osłabiać prąd strumieniowy.

Zdjęcie: NASA

Słaby prąd strumieniowy to falujący, meandrujący prąd strumieniowy. Pomyśl o rzekach. Kiedy są młode i szybko się poruszają, orają prosto do morza. W miarę jak się starzeją i zwalniają, ich ścieżka zaczyna meandrować.

Zdjęcie: AGU

Powolny, meandrujący prąd strumieniowy może prowadzić do bardziej ekstremalnych zjawisk pogodowych, twierdzi Jennifer Francis z Rutgers i jej współpracownicy. To dlatego, że gdy prąd strumieniowy ustaje, obecne wzorce pogodowe również. Zamiast kilku suchych dni, na przykład, zachodnie Stany Zjednoczone mogą doświadczyć tygodni lub miesięcy suszy (tak jak teraz). Zamiast kilkudniowego deszczu na wschodzie może dojść do znacznych powodzi. Jak wyjaśnia Francis w tym filmie, wszystko to może być związane z falami Rossby'ego.

{Youtube}https://www.youtube.com/watch?v=_nzwJg4Ebzo{/ Youtube}

Artykuł pierwotnie pojawił się w Na ziemi

O autorze

Brian Palmer opisuje codzienne wiadomości dotyczące środowiska Na ziemi. Jego artykuły naukowe pojawiły się w ŁupekThe Washington PostThe New York Timesi wiele innych publikacji.

Zalecana książka:

Ziemia tylko przetrwa: o ponownym połączeniu się z naturą i naszym miejscem w niej --  autorstwa Julesa Pretty.

Kliknij tutaj aby uzyskać więcej informacji i / lub zamówić tę książkę na Amazon.