Strahlströmungen, fließen schmale Luftzüge schnell, die in den Atmosphären von einigen Planeten einschließlich der Erde gefunden sind. Die Hauptstrahlströmungen werden in der Nähe von der Tropopause, dem Übergang zwischen der Troposphäre gelegen (wo Temperatur mit der Höhe abnimmt), und die Stratosphäre (wo Temperatur mit der Höhe zunimmt). Die Hauptstrahlströmungen auf der Erde sind Westwinde (fließender Westen nach Osten). Ihre Pfade haben normalerweise eine sich windende Gestalt; Strahlströmungen können anfangen, anzuhalten, sich in zwei oder mehr Teile aufzuspalten, sich in einen Strom oder Fluss in verschiedenen Richtungen einschließlich der entgegengesetzten Richtung des grössten Teiles des Strahles zu verbinden. Die stärksten Strahlströmungen sind die Polaren Strahlen, um den obengenannten Meeresspiegel und die höheren und etwas schwächeren Subtropischen Strahlen darum. Die Nordhemisphäre und die Südliche Halbkugel hat jeder sowohl ein polares Strahl als auch ein subtropisches Strahl. Die Nordhemisphäre polares Strahl fließt im Laufe der Mitte in nördliche Breiten Nordamerikas, Europas, und Asiens und ihrer vorläufigen Ozeane, während die südliche Halbkugel polares Strahl größtenteils Kreise die Antarktis das ganze Jahr hindurch.

Strahlströmungen werden durch eine Kombination einer Folge eines Planeten auf seiner Achse und atmosphärischer Heizung (durch die Sonnenstrahlung und, auf einigen Planeten außer der Erde, inneren Hitze) verursacht. Strahlströmungen formen sich in der Nähe von Grenzen von angrenzenden Luftmengen mit bedeutenden Unterschieden in der Temperatur, wie das polare Gebiet und die wärmere Luft zum Äquator.

Meteorologen verwenden die Position von einigen der Strahlströmungen als eine Hilfe in der Wettervorhersage. Die kommerzielle Hauptrelevanz der Strahlströmungen ist im Luftreisen, weil Bewegungszeit entweder durch fliegend mit dem Fluss oder gegen den Fluss einer Strahlströmung drastisch betroffen werden kann. Turbulenz der klaren Luft, eine potenzielle Gefahr für die Flugzeugspersonensicherheit, wird häufig in einer Umgebung einer Strahlströmung gefunden. Ein zukünftiger Vorteil von Strahlströmungen konnte sein, Bordwindturbinen anzutreiben.

Andere Strahlströmungen bestehen auch. Während des Nordhemisphäre-Sommers können sich östliche Strahlen in tropischen Gebieten normalerweise in einem Gebiet formen, wo trockene Luft auf feuchtere Luft an hohen Höhen stößt. Auf niedriger Stufe Strahlen sind auch für verschiedene Gebiete wie die zentralen Vereinigten Staaten typisch.

Entdeckung

Nach dem 1883-Ausbruch des Vulkans von Krakatoa haben Wetterbeobachter verfolgt und haben die Effekten auf den Himmel im Laufe mehrerer Jahre kartografisch dargestellt. Sie haben das Phänomen der "äquatoriale Rauch-Strom" etikettiert. In den 1920er Jahren hat ein japanischer Meteorologe, Wasaburo Oishi, die Strahlströmung von einer Seite in der Nähe von Gestell Fuji entdeckt. Er hat Versuchsballons verfolgt, auch bekannt als pibals (haben Ballons gepflegt, obere Niveau-Winde zu bestimmen), als sie sich in die Atmosphäre erhoben haben. Die Arbeit von Oishi ist größtenteils unbemerkt außerhalb Japans gegangen. Dem amerikanischen Piloten Wiley Post, dem ersten Mann, um um das Weltsolo 1933 zu fliegen, wird häufig ein Kredit für die Entdeckung von Strahlströmungen gegeben. Post hat eine unter Druck gesetzte Klage erfunden, die ihn oben fliegen lassen. Im Jahr vor seinem Tod hat Post mehrere Versuche eines transkontinentalen Höhenflugs gemacht und hat bemerkt, dass zuweilen seine Boden-Geschwindigkeit außerordentlich seine Luftgeschwindigkeit überschritten hat.

Deutschem Meteorologen Heinrich Seilkopf wird das Münzen eines speziellen Begriffes, Strahlströmung (wörtlich "Strahleinteilung") für das Phänomen 1939 zugeschrieben. (Moderner deutscher Gebrauch ist "Strahlstrom".) Vieler Quellkredit das echte Verstehen der Natur von Strahlströmungen zu regelmäßigen und wiederholten Flugroute-Traversals während des Zweiten Weltkriegs. Piloten haben durchweg westliche Rückenwinde über in Flügen zum Beispiel von den Vereinigten Staaten nach dem Vereinigten Königreich bemerkt.

Beschreibung

Polare Strahlströmungen werden normalerweise in der Nähe vom 250 hPa Druck-Niveau, oder über dem Meeresspiegel gelegen, während die schwächeren subtropischen Strahlströmungen zwischen dem obengenannten Meeresspiegel viel höher sind. In jeder Halbkugel schlägt beide Strahlströmungsform des oberen Niveaus in der Nähe von die Tropopause ein, die an einer höheren Höhe in der Nähe vom Äquator ist, als es über die Pole mit großen Änderungen in seiner Höhe ist, die in der Nähe von der Position der Strahlströmung vorkommt. Polare Strahlströmung der Nordhemisphäre wird meistens zwischen Breiten 30°N und 60°N gefunden, während sich die nördliche subtropische Strahlströmung in der Nähe von der Breite 30°N niedergelassen hat. Wie man sagt, folgt die obere Niveau-Strahlströmung der Sonne "", weil es sich nordwärts während der warmen Jahreszeit, oder späten Frühling und Sommer, und südwärts während der kalten Jahreszeit, oder des Herbstes und des Winters bewegt.

Die Breite einer Strahlströmung ist normalerweise einige hundert Kilometer oder Meilen und seine vertikale Dicke häufig weniger als fünf Kilometer (3 mi).

Strahlströmungen sind über lange Entfernungen normalerweise dauernd, aber Diskontinuitäten sind üblich. Der Pfad des Strahles hat normalerweise eine sich windende Gestalt, und diese Windungen selbst pflanzen Osten mit niedrigeren Geschwindigkeiten fort als dieser des wirklichen Winds innerhalb des Flusses. Jede große Windung oder Welle, innerhalb der Strahlströmung ist als eine Welle von Rossby bekannt. Wellen von Rossby werden durch Änderungen in der Wirkung von Coriolis mit der Breite verursacht, und pflanzen sich nach Westen in Bezug auf den Fluss fort, in dem sie eingebettet werden, der die östliche Wanderung von oberen Niveau-Trögen und Kämmen über den Erdball wenn im Vergleich zu ihren eingebetteten Kurzwellentrögen verlangsamt. Kurzwellentröge sind kleinere Pakete der oberen Niveau-Energie, auf der Skala von langen, dieser Bewegung durch das Fluss-Muster um den in großem Umfang, oder longwave, Kämme und Tröge innerhalb von Wellen von Rossby. Strahlströmungen können sich in zwei erwartete zur Bildung eines oberen Niveaus geschlossen niedrig aufspalten, der einen Teil der Strahlströmung unter seiner Basis ablenkt, während sich der Rest des Strahles durch nach seinem Norden bewegt.

Die Windgeschwindigkeiten ändern sich gemäß dem Temperaturanstieg, Übersteigen, obwohl Geschwindigkeiten dessen gemessen worden sind. Meteorologen verstehen jetzt, dass der Pfad von Strahlströmungen zyklonartige Sturmsysteme an niedrigeren Ebenen in der Atmosphäre steuert, und so sind Kenntnisse ihres Kurses ein wichtiger Teil der Wettervorhersage geworden. Zum Beispiel, 2007, hat Großbritannien strenge Überschwemmung infolge des polaren Strahles erfahren, das Süden für den Sommer bleibt.

Die polaren und subtropischen Strahlen verschmelzen sich an einigen Positionen und Zeiten, während in anderen Zeiten sie gut getrennt werden.

Ursache

Im Allgemeinen sind Winde unter der Tropopause (außer während Tornados, Orkane oder anderer anomaler Situationen) am stärksten. Wenn sich zwei Luftmengen von verschiedenen Temperaturen oder Dichten, der resultierende Druck-Unterschied treffen, der durch den Dichte-Unterschied verursacht ist (der Wind verursacht), ist innerhalb der Übergangszone am höchsten. Der Wind fließt direkt vom heißen bis das kalte Gebiet nicht, aber wird durch die Wirkung von Coriolis und Flüsse entlang der Grenze der zwei Luftmengen abgelenkt.

Alle diese Tatsachen sind Folgen der Thermalwindbeziehung. Das Gleichgewicht von Kräften auf einem atmosphärischen Paket in der vertikalen Richtung ist in erster Linie zwischen dem Druck-Anstieg und der Kraft des Ernstes, ein Gleichgewicht, das auf als verwiesen ist, hydrostatisch. Im horizontalen ist das dominierende Gleichgewicht außerhalb der Wendekreise zwischen der Wirkung von Coriolis und dem Druck-Anstieg, ein Gleichgewicht, das auf als geostrophic verwiesen ist. Sowohl in Anbetracht hydrostatischen als auch in Anbetracht Geostrophic-Gleichgewicht kann man die Thermalwindbeziehung ableiten: Die vertikale Ableitung des horizontalen Winds ist zum horizontalen Temperaturanstieg proportional. Der Sinn der Beziehung ist solch, dass Temperaturen, die polewards abnehmen, andeuten, dass Winde einen größeren östlichen Bestandteil entwickeln, weil man sich aufwärts bewegt. Deshalb sind die starken östlichen bewegenden Strahlströmungen teilweise eine einfache Folge der Tatsache, dass der Äquator wärmer ist als die Nord- und Südpole.

Die Thermalwindbeziehung stellt keine Erklärung dafür sofort zur Verfügung, warum die Winde in dichten Strahlen organisiert, aber nicht weit gehender über die Halbkugel verteilt werden. Es gibt zwei Faktoren, die zu dieser Schärfe der Strahlen beitragen. Der erste Faktor ist die Tendenz, um zyklonartige Störungen in midlatitudes zu entwickeln, um Vorderseiten — scharfe lokalisierte Anstiege in der Temperatur zu bilden. Von der polaren Vorderstrahlströmung kann als das Ergebnis dieses Frontogenesis-Prozesses in midlatitudes gedacht werden, weil die Stürme die Nordsüdtemperaturunähnlichkeit in relativ schmale Gebiete konzentrieren.

Polares Strahl

Von der polaren Strahlströmung kann als das Ergebnis dieses Frontogenesis-Prozesses in midlatitudes gedacht werden.

Subtropisches Strahl

Ein zweiter Faktor, der zu Strahlschärfe beiträgt, ist für das subtropische Strahl passender. Die subtropischen Strahlformen an der poleward Grenze der tropischen Zelle von Hadley und zuerst diesen Umlauf zu bestellen, sind in Bezug auf die Länge symmetrisch. Tropische Luft erhebt sich zur Tropopause hauptsächlich wegen Gewitter-Systeme in der Zwischentropischen Konvergenz-Zone, und bewegt poleward vor dem Sinken; das ist der Umlauf von Hadley. Da es so tut, neigt es dazu, winkeligen Schwung zu erhalten, da Reibung über dem Boden gering ist. In der Nordhemisphäre werden Bewegungen nach rechts durch die Kraft von Coriolis abgelenkt, die für poleward (nordwärts) bewegende Luft einen vergrößerten östlichen Bestandteil der Winde einbezieht. Ungefähr 30 Grade vom Äquator die Strahlwindgeschwindigkeiten sind stark genug geworden, die das Strahl waren, um weiter polewards den vergrößerten windspeed zu erweitern, würden nicht stabil sein; so wird das Strahl beschränkt.

Andere Planeten

Die Atmosphäre von Jupiter hat vielfache Strahlströmungen, die vertraute vereinigte Farbenstruktur bildend, die durch die innere Heizung verursacht ist. Die Faktoren, die die Zahl von Strahlströmungen in einer planetarischen Atmosphäre kontrollieren, sind ein aktives Gebiet der Forschung in der dynamischen Meteorologie. In Modellen, weil man den planetarischen Radius vergrößert, alle anderen Rahmen befestigt, die Zahl von Strahlströmungszunahmen haltend.

Gebrauch

Auf der Erde ist die nördliche polare Strahlströmung die wichtigste für die Luftfahrt und Wettervorhersage, weil es viel stärker ist und an einer viel niedrigeren Höhe als die subtropischen Strahlströmungen und auch viele Länder in der Nordhemisphäre, während die südliche polare Strahlströmung größtenteils Kreise die Antarktis und manchmal der südliche Tipp Südamerikas bedeckt. Der Begriff Strahlströmung in diesen Zusammenhängen bezieht so gewöhnlich die nördliche polare Strahlströmung ein.

Luftfahrt

Die Position der Strahlströmung ist für die Luftfahrt äußerst wichtig. Der kommerzielle Gebrauch der Strahlströmung hat am 18. November 1952 begonnen, als Panam von Tokio nach Honolulu an einer Höhe dessen geflogen ist. Es hat die Reisezeit um mehr als ein Drittel, von 18 bis 11.5 Stunden geschnitten. Nicht nur schneidet es Freizeit der Flug, es auch Nettokraftstoffersparnisse für die Luftfahrtgesellschaft-Industrie. Innerhalb Nordamerikas musste die Zeit nach Osten über den Kontinent fliegen kann um ungefähr 30 Minuten vermindert werden, wenn ein Flugzeug mit der Strahlströmung, oder vergrößert durch mehr fliegen kann als dieser Betrag, wenn es nach Westen dagegen fliegen muss.

Vereinigt mit Strahlströmungen ist ein als klare Luftturbulenz (CAT) bekanntes Phänomen, verursacht durch den vertikalen und horizontalen Wind mähen verbunden mit den Strahlströmungen. Das computerunterstützte Testen ist auf der kalten Luftseite des Strahles daneben und gerade unter der Achse des Strahles am stärksten. Klare Luftturbulenz kann Flugzeug veranlassen, einzutauchen und so eine Personensicherheitsgefahr zu präsentieren, die tödliche Unfälle wie der Tod eines Passagiers auf dem Vereinigten Luftfahrtgesellschaft-Flug 826 (1997) verursacht hat.

Zukünftige Energieerzeugung

Wissenschaftler untersuchen Weisen, die Windkraft innerhalb der Strahlströmung anzuspannen. Gemäß einer Schätzung, der potenziellen Windkraft in der Strahlströmung, wäre nur 1 Prozent erforderlich, um den aktuellen Energiebedarf in der Welt zu decken. Die erforderliche Technologie würde wie verlautet 10-20 Jahre nehmen, um sich zu entwickeln.

Es gibt zwei wissenschaftliche Hauptartikel über die Strahlströmungsmacht. Anspruch von Archer & Caldeira, dass die Strahlströmungen die Gesamtmacht von 1700 TW erzeugen können, und dass der klimatische Einfluss unwesentlich sein wird. Anspruch von Miller, Gans, & Kleidon, dass die Strahlströmungen die Gesamtmacht von nur 7.5 TW erzeugen können, und dass der klimatische Einfluss katastrophal sein wird.

Orkan-Schutz

denkt, ist die Strahlströmung einer der Gründe die meisten Inseln von Hawaiiinseln sind gegen die lange Liste von Orkanen von Hawaiiinseln widerstandsfähig gewesen, die sich genähert haben. Zum Beispiel, als sich Orkan Flossie genähert hat und sich zerstreut hat, kurz vor der reichenden Landkennung mäht zitierter vertikaler Wind des NOAA, wie gezeigt, im Foto.

Unangetriebener Luftangriff

In der Nähe vom Ende des Zweiten Weltkriegs wurde der japanische Feuerballon entworfen, weil eine preiswerte Waffe vorgehabt hat, von der Strahlströmung über den Pazifischen Ozean Gebrauch zu machen, um die Westküste Kanadas und der Vereinigten Staaten zu erreichen. Sie waren als Waffen relativ unwirksam, aber wurden in einem der wenigen Angriffe auf Nordamerika während des Zweiten Weltkriegs verwendet, sechs Tod und einen kleinen Betrag des Schadens herbeiführend.

Ändert sich wegen Klimazyklen

Effekten von ENSO

El Niño-Southern Oscillation (ENSO) beeinflusst die durchschnittliche Position von Strahlströmungen des oberen Niveaus, und führt zu zyklischen Schwankungen im Niederschlag und der Temperatur über Nordamerika, sowie dem Beeinflussen der tropischen Zyklon-Entwicklung über die Atlantischen und Pazifischen Ostwaschschüsseln. Verbunden mit der Decadal Pazifischen Schwingung kann ENSO auch kalten Saisonniederschlag in Europa zusammenpressen. Änderungen in ENSO ändern auch die Position der Strahlströmung über Südamerika, das teilweise Niederschlag-Vertrieb über den Kontinent betrifft.

El Niño

Während Ereignisse von El Niño wird vergrößerter Niederschlag in Kalifornien wegen einer südlicheren Zonen-, Sturmspur erwartet. Während des Teils von El Niño von ENSO fällt vergrößerter Niederschlag entlang der Golfküste und dem Südosten wegen eines stärkeren als normale und südlichere, polare Strahlströmung. Schneefall ist größer als Durchschnitt über die südliche Bergkette von Rockies und Sierra Nevada, und ist ganz unter dem normalen über den Oberen Mittleren Westen und die Großen Seestaaten. Die nördliche Reihe der niedrigeren 48 Ausstellungsstücke über normalen Temperaturen während des Falls und Winter, während die Golfküste unter normalen Temperaturen während der Winterzeit erfährt. Die subtropische Strahlströmung über die tiefen Wendekreise der Nordhemisphäre wird wegen der vergrößerten Konvektion im äquatorialen Pazifik erhöht, der tropischen cyclogenesis innerhalb der Atlantischen Wendekreise darunter vermindert, was normal ist, und tropische Zyklon-Tätigkeit über den östlichen Pazifik vergrößert. In der Südlichen Halbkugel wird die subtropische Strahlströmung equatorward oder Norden von seiner Ruhestellung versetzt, die frontale Systeme und Gewitter-Komplexe davon ablenkt, Hauptteile des Kontinents zu erreichen.

La Niña

Über Nordamerika während La Niña wird vergrößerter Niederschlag in den Pazifischen Nordwesten wegen einer nördlicheren Sturmspur und Strahlströmung abgelenkt. Die Sturmspur bewegt sich weit genug nordwärts, um nasser zu bringen, als übliche Zustände (in der Form des vergrößerten Schneefalls) zu den Staaten von Midwestern, sowie heiße und trockene Sommer. Schneefall ist über dem normalen über die Pazifischen Großen und Nordwestwestseen. Über den Nordatlantik ist die Strahlströmung stärker als normal, der stärkere Systeme mit dem vergrößerten Niederschlag zu Europa leitet.

Staub-Schüssel

Beweise weisen darauf hin, dass die Strahlströmung mindestens für die weit verbreiteten Wassermangel-Bedingungen während der Staub-Schüssel der 1930er Jahre im Mittleren Westen die Vereinigten Staaten teilweise verantwortlich war. Normalerweise fließt die Strahlströmung nach Osten über den Golf Mexikos und dreht das nördliche Hochziehen der Feuchtigkeit und Abladen des Regens auf die Große Prärie. Während der Staub-Schüssel hat die Strahlströmung geschwächt und hat Kurs geändert, weiterer Süden reisend, als normal. Das hat die Große Prärie und anderen Gebiete des Mittleren Westens des Niederschlags hungern lassen, außergewöhnliche Wassermangel-Bedingungen verursachend.

Längerfristige klimatische Änderungen

Während 2007, 2008, 2009 die Strahlströmung ist an einer anomal niedrigen Breite über das Vereinigte Königreich gewesen, näher in den Englischen Kanal, ringsherum 50°N aber nicht sein üblicherer Norden der Breite von Schottland ungefähr 60°N liegend. Jedoch, zwischen 1979 und 2001, ist es gefunden worden, dass sich die Position der Strahlströmung nordwärts an einer Rate pro Jahr über die Nordhemisphäre bewegt hat. Über Nordamerika konnte dieser Typ der Änderung zu trockeneren Bedingungen über die südliche Reihe der Vereinigten Staaten und häufigeren und intensiveren tropischen Zyklone in den Wendekreisen führen. Ein ähnlicher langsamer Poleward-Antrieb wurde gefunden, als man die Südliche Halbkugel-Strahlströmung im Laufe desselben Zeitrahmens studiert hat.

Andere Strahlen des oberen Niveaus

Polares Nachtstrahl

Die Polar-Nachtstrahlströmung formt sich nur während der Wintermonate, d. h., polare Nächte, vom Jahr in ihren jeweiligen Halbkugeln um 60 ° Breite, aber an einer größeren Höhe als das polare Strahl, von ungefähr. Während dieser dunklen Monate wird die Luft hoch über die Pole viel kälter als die Luft über den Äquator. Dieser Unterschied in der Temperatur verursacht äußerste Luftdruck-Unterschiede in der Stratosphäre, die, wenn verbunden, mit der Wirkung von Coriolis, die polaren Nachtstrahlen schaffen, ostwärts an einer Höhe ungefähr laufend. Innerhalb des polaren Nachtstrahles ist der polare Wirbelwind. Die wärmere Luft kann nur der Rand des polaren Wirbelwinds vorankommen, aber darin nicht eingehen. Innerhalb des Wirbelwinds wird die kalte polare Luft kühler und kühler weder mit wärmerer Luft von niedrigeren Breiten noch mit Energie von der Sonne während der polaren Nacht.

Strahlen der niedrigen Stufe

Es gibt Windmaxima an niedrigeren Ebenen der Atmosphäre, die auch Strahlen genannt werden.

Barriere-Strahl

Ein Barriere-Strahl in den niedrigen Stufen formt sich gerade stromaufwärts Gebirgsketten mit den Bergen, die das Strahl zwingen, Parallele zu den Bergen orientiert zu werden. Die Bergbarriere vergrößert die Kraft des Winds der niedrigen Stufe um 45 Prozent. In der nordamerikanischen Großen Prärie hilft ein südliches auf niedriger Stufe Strahl Kraftstoffnachtgewitter-Tätigkeit während der warmen Jahreszeit, normalerweise in der Form von mesoscale convective Systeme, die sich während der Nachtstunden formen. Ein ähnliches Phänomen entwickelt sich über Australien, das Feuchtigkeit poleward vom Korallenmeer zu Abkürzungstiefen zieht, die sich hauptsächlich über südwestliche Teile des Kontinents formen.

Talausgangsstrahl

Ein Talausgangsstrahl ist ein starker, Unten-Tal, erhobener Luftzug, der über der Kreuzung des Tales und seiner angrenzenden Ebene erscheint. Diese Winde erreichen oft ein Maximum von 20 m/s (45 Meilen pro Stunde) an einer Höhe von 40-200m über dem Boden. Oberflächenwinde unter dem Strahl können Vegetation schwenken, aber sind bedeutsam schwächer.

Sie werden wahrscheinlich in Talgebieten gefunden, die tägliche Bergwindsysteme, wie diejenigen der trockenen Bergketten der Vereinigten Staaten ausstellen. Tiefe Täler, die plötzlich an einer Ebene enden, sind durch diese Faktoren mehr eingeklemmt, als diejenigen sind, die allmählich seichter als downvalley Entfernungszunahmen werden.

Afrika

Die Mitte Niveau-Afrikaner östliches Strahl kommt während des Nordhemisphäre-Sommers zwischen 10°N und 20°N über dem Westlichen Afrika und des nächtlichen poleward auf niedriger Stufe Strahles vor, kommt in der Großen Prärie Ostafrikas und Südafrikas vor. Wie man betrachtet, spielt die auf niedriger Stufe östliche afrikanische Strahlströmung eine entscheidende Rolle im Südwestmonsun Afrikas, und hilft, die tropischen Wellen zu bilden, die über die tropischen Atlantischen und östlichen Pazifischen Ozeane während der warmen Jahreszeit marschieren. Die Bildung des thermischen niedrig über das nördliche Afrika führt zu einer auf niedriger Stufe westlichen Strahlströmung vom Juni in den Oktober.

Siehe auch

• Atmosphärischer Fluss
• Block (Meteorologie)
• Oberflächenwetteranalyse
• Tornado
• Wind schert
• Stachel-Strahl

Links

• CRWS Strahlströmung analysiert