جت استریم چیست؟

ارسال شده توسط در ۵ مرداد ۱۳۹۳ یک دیدگاه | دسته بندی شده در News, Slide Gallery, Top News, مقالات و نوشته ها

مقدمه :
تاکنون چندبار در طوفان‌های مهیب (به اجبار) کوهنوردی کرده‌اید؟
اگر ذکر می‌کنم (به اجبار) به این دلیل است که ورزش کوهنوردی باید در وضعیت هوای معتدل انجام پذیرد تا موفقیت‌آمیز و لذت‌بخش باشد. ولی چون پیش‌بینی وضعیت هوا هیچگاه صددرصد نیست و احتمال تغییر آن همواره وجود دارد، به طور اجتناب‌ناپذیر اکثر ما کوهنوردان به طوفان‌های مهیب در طول دوران کوهنوردیمان برخورده‌ایم.
«جت‌استریم» واژه‌ای است که در چند سال اخیر به کرات به گوشمان خورده است و معمولاً نام آن را مترادف با نام قله مشهور K2 شنیده‌ایم.
این که این پدیده هواشناسی چیست و آیا در کشور ما نیز به وقوع می‌پیوندد یا نه، سئوالاتی بود که مدت‌ها ذهن مرا به خود مشغول کرده بود که پاسخ آن را با آشنا شدن با دوستی فرهیخته و علاقمند به مسائل علمی دریافت نمودم.
ایشان با تحقیق و ترجمه چند متن معتبر (رسانه‌های خارجی) پاسخ سئوالات مرا در قالب مقاله‌ای که ملاحظه خواهید فرمود، دادند که بدینوسیله کمال سپاس و تشکر را از این دوست عزیز و جدیدم، آقای محمد اسماعیلی ابراز می‌نمایم.
امیدوارم شما هم با خواندن این مقاله پاسخ سئوالات خود را در این زمینه به دست‌آورید.

               ذبیح‌ا… حمیدی
     مسئول باشگاه اسپیلت/ ۹۳،۵،۵


جت‌استریم چیست؟
جت‌استریم‌ها از دراماتیک‌ترین و قویترین بادهای اتمسفر می‌باشند که در لایه‌های بالای زمین در جریانند و به صورت تیپیکال مرکز جت ، وزش یک باد سریع از غرب به شرق است. 
جت‌استریم را می‌توان با بادی که موتور جت در پشت خود ایجاد می‌کند قیاس نمود. جت‌استریم‌ها در ارتفاع ۸ تا ۱۵ کیلومتری بالای زمین در حرکت هستند. سرعت جت‌استریم از ۱۲۹ کیلومتر تا ۲۲۵ کیلومتر در ساعت در نوسان است و در زمستان حتی سرعت آن به ۴۴۳ کیلومتر در ساعت هم می‌رسد. 
مسیر جت‌استریم به شکل موجی بوده و ممکن است شروع، توقف ، تبدیل به دو یا چندشاخه و یا با هم یکی شوند و یا برعکس جت جریان یابند. جت‌استریم نواحی وسیعی را پوشش می‌دهد و طول آن ممکن است به هزاران کیلومتر و عرض آن چندصد کیلومتر و با ضخامت اندک(۱٫۶الی ۴٫۸کیلومتر) برسد و به صورت نوار باریکی از جریان باد اطراف زمین با سرعت بالا در حرکت ‌باشد.

جت‌استریم چگونه تشکیل می‌شود؟
جت‌استریم از ترکیب دَوَران زمین حول محور خود و گرمای اتمسفر که توسط گرمای خورشید ایجاد می‌شود به وجود می‌آید.
هنگامی که خورشید به زمین تابیده می‌شود، بعضی از نواحی مخصوصاً ناحیه حاره (گرمسیری) را بیشتر از نواحی قطبی گرم می‌کند. با گرم شدن زمین، هوای بالای زمین نیز گرم می‌شود. هوای گرم شده انبساط یافته و از هوای پیرامون خود رقیق‌تر و سبک‌تر می‌شود و این هوا بالاتر رفته و یک توده هوای گرم ایجاد می‌کند.
توده هوای سرد و سنگین مربوط به شمال (ناحیه قطبی) به این هوای گرم فشارآورده و سعی در جایگزین شدن با آن را دارد. تقابل شدید این دو توده هوای ‌سرد و گرم ایجاد جت‌استریم می‌کند.


توده هوای سرد (بالا) ـ جت‌استریم (مابین) ـ توده هوای گرم (پایین)
 

اختلاف دمای این دو توده هوا در زمستان بسیار بیشتر از تابستان است و جت‌استریم نیز شدیدتر ایجاد می‌شود.
بنابراین اختلاف شدید درجه حرارت و جابجایی هوا در بخش‌های بزرگی در لایه‌های اطراف زمین انرژی زیادی ایجاد می‌کند و از سویی چون دو توده هوای سرد و گرم با تراکم و چگالی متفاوت با هم برخورد می‌کنند، فشار ایجاد شده توسط تراکم‌های مختلف هوا، باعث ایجاد بادهای شدید می‌شود. در علم هواشناسی بادها بر اثر گرادیان (تغییر شیب) فشار بوجود می‌آیند.
جریان باد به صورت مستقیم از ناحیه سرد به گرم در حرکت نیست بلکه توسط نیروی انحرافی کوریولیس منحرف شده و در مرز بین دو لایه (تروپوسفر و استراتوسفر) یعنی در ناحیه تروپوپاز جریان می‌یابد و در نتیجه جت‌استریم قطبی و جنب حاره‌ای در اطراف زمین ایجاد می‌شود.
جت‌استریم معمولاً مسافت‌های طولانی را دربرمی‌گیرد. گاهی اوقات جریانات پیوسته نیستند و پیچ‌وتاب‌های زیادی در مسیرشان دارند. جایی که پیچ‌وتاب در این قبیل تونل‌های جت‌استریم ایجاد می‌شود، چنین امواجی را «راسبی» می‌گویند و آنها با حرکت موجی خود در سیرکوله و تهویه جهانی آب و هوا دخیل هستند.
جت‌استریم‌ها تمایل به جریان گردشی در سراسر جهان را دارند. بنابراین گاهی اوقات خاکسترهای آتشفشانی و یا آلودگی‌ها به  جو وارد می‌شود و ممکن است توسط جت‌استریم هزاران کیلومتر آنسوتر ظاهر شوند و یا بر روی زمین بنشینند.

جت‌استریم در ارتفاعات کوهستان:
نوعی از جت‌استریم که در ایران بسیار شایع است، جت‌استریمی است که تا ارتفاع ۴۰۰۰ متری پایین می‌آید و پدیده خطرناکی برای کوهنوردان می‌باشد. جلال رابوکی و داود خادم از کوهنوردان بزرگ ایران توسط این نوع جت‌استریم جان خود را از دست دادند و این پدیده به علت ارتفاع بالای قله دماوند در آنجا بیشتر دیده می‌شود. نگارنده در ارتفاع ۴۲۰۰  متر، در محل پناهگاه دماوند با طوفانی با این مشخصات برخورد داشته‌است. اما بزرگان کوهنوردی در ایران، این پدیده را حتی در ارتفاعات پایین‌تر و حدود ۳۰۰۰متر نیز مشاهده کرده‌اند.
(جلال رابوکی در ارتفاعات دماوند و داود خادم در ارتفاعات K2 ناپدید گشتنه‌اند.)
در ارتفاعاتی نظیر K2 که دومین قله بالای ۸۰۰۰ متر در جهان می‌باشد، نوع جت‌استریم شدیدتر و یونیک‌تر است.
اگر در اورست ۲ بار (چهار یا پنج روز هوای به اصطلاح «ویندوز») در فصل بهار برای صعود وجود دارد در K2 تقریباً غیرممکن است بدون درگیر شدن با آب و هوا و طوفان‌های مرگبار صعود کرد. بهترین ماه برای صعود ژوئن، جولای و آگوست می‌باشد. طوفان‌های ناگهانی به علت اینکه K2 از کوه‌های اطرافش بسیار مرتفع‌تر است ایجاد می‌شود.
K2 در لایه‌های بالای اتمسفر واقع شده است. شبیه صخره‌ای در یک رودخانه می‌باشد که پیچش و موج در جت‌استریم شدیدتر ایجاد می‌کند. اگر در سویی هوا مناسب باشد با موجی که در جت‌استریم ایجاد می‌شود، در سویی دیگر طوفان و باد جت‌استریم بسیار خطرناک و تهدیدکننده است. بنابراین به این علت است که رسیدن به قله K2 مترادف با مدال طلای المپیک کوهنوردی است.
در ۱۸۹ صعود به K2 در قیاس با اورست با ۱۴۰۰ صعود، چهل‌وپنج کوهنورد در K2 جان خود را از دست دادند که از این تعداد ۲۲ نفر در حین بازگشت از قله کشته شدند. مرگبارترین کوه در جهان K2 می باشد. آمار برای زنان کوهنورد دراماتیک‌تر است چون از ۵ کوهنورد زنی که به قله صعود کردند، سه نفر در بازگشت جان خود را از دست دادند. شایع است که K2 برای زنان کوهنورد نفرین شده است.

لایه‌های اطراف زمین و نقش آنها در جت‌استریم:
لایه‌های زمین به این علت ایجاد می‌شوند که خورشید، زمین را به صورت یکنواخت گرم نمی‌کند و نواحی گرمسیری (حاره‌ای) از نواحی قطبی گرم‌تر می‌شود بنابراین در لایه های اطراف زمین توده های متفاوت هوا (گرم و سرد)ایجاد می‌شود که در نهایت از تقابل این توده‌های هوا و فشار به همدیگر جت‌استریم ایجاد می‌گردد.
لایه‌های اطراف زمین عبارتند از: ۱- تروپوسفر، ۲- استراتوسفر، ۳- مزوسفر، ۴- تروموسفر و ۵- اگزوسفر
مهمترین لایه‌ها در ایجاد جت‌استریم عبارتند از: الف) تروپوسفر، ب) استراتوسفر


وضعیت لایه‌ها: ابتدا (الف) تروپوسفر ـ مرز بین دو لایه تروپوپاز ـ (ب) استراتوسفر
 

تروپوسفر: این لایه از سطح زمین تا ارتفاع ۸ الی ۱۶ کیلومتری بالای زمین جریان دارد (قطب و استوا).
دمای تروپوسفر با ارتفاع کاهش می‌یابد. این لایه اتمسفر زیرین نامیده می‌شود. تروپوسفر لایه‌ای متلاطم بوده و آب و هوا در تروپوسفر جریان دارد. بیشترین بخار آب اتمسفر را دارا می‌باشد و ابرها در این ناحیه ایجاد می‌شوند. بیشترین درصد اتمسفر در این ناحیه قرار دارد.
استراتوسفر: این لایه بالای تروپوسفر واقع بوده و تا ارتفاع ۵۰ کیلومتری بالای سطح زمین جریان دارد. اوزون در این لایه متمرکز است. درجه حرارت در این لایه با افزایش ارتفاع ، بیشتر می‌شود و این برخلاف تروپوسفر است که درجه حرارت با افزایش ارتفاع کاهش می‌یابد و در این لایه هوا اندکی بخار آب دارد، بنابراین ابرهای کمتری در این لایه هستند و لایه آرامی است. 
در زمستان درجه حرارت استراتوسفر در قدرت و موقعیت جت‌استریم دخیل است. هرچه استراتوسفر قطبی سردتر باشد، اختلاف قطبی/حاره‌ای شدیدتر خواهد شد، بنابراین قدرت جت‌استریم بیشتر می‌شود. توده‌های هوای گرم و سرد از این دو لایه با هم تقابل می‌کنند و با انحراف نیروی کوریولیس در مرز این دو لایه یعنی تروپوپاز متمرکز می‌شوند به این عبارت که تروپوپاز در مرز تروپوسفر متلاطم و استراتوسفر آرام و سرد می‌باشد و جت‌استریم در این ناحیه در حال حرکت است و به صورت بادهای شدید می‌باشد.

انواع جت‌استریم:
بیشتر اوقات در نیمکره شمالی و نیمکره جنوبی ۲ نوع جت‌استریم داریم.


جت‌استریم قطبی (Polar Jet Stream)
جت‌استریم جنب‌حاره‌ای (Subtrobical Jet Stream)

 

 


نمودار جت‌استریم در دو نیمکره شمالی و جنوبی
 

جت‌استریم قطبی: که در مرز بین قطب و هوای معتدل واقع است. قویترین جت‌استریم ، جت‌استریم قطبی در فصل زمستان است. هنگامی که صحبت از جت‌استریم می‌شود منظور جت‌استریم قطبی است که در اورست با بادهای فریزکننده مدت‌ها مانع از بیرون آمدن کوهنوردان از چادرهایشان می‌شود تا هنگامی که جت‌استریم از منطقه خارج شود.
جت‌استریم جنب‌حاره‌ای: که در عرض جغرافیایی ۳۰ درجه واقع شده است و در ارتفاعات بسیار بالا در جریان است و نسبت به جت‌استریم قطبی کمتر به آن اشاره می‌شود.
جت‌استریم برعکس (Reversed): این جت‌استریم در خلال تابستان نیمکره شمالی به سمت غرب در ارتفاع بالای مناطق حاره‌ای می‌وزد و این نوع جت‌استریم در ارتباط با گرم شدن قاره آسیا بوده و ممکن است کمک به ایجاد مونسون (باد و باران‌های موسمی) در اقیانوس هند کند.

اهمیت جت‌استریم:
جت‌استریم‌ها با الگوهای آب و هوای جهانی ارتباط دارند، بنابراین بسیار حائز اهمیت می‌باشند و به هواشناسان برای پیش‌بینی آب و هوا براساس موقعیتشان کمک می‌کنند و در عین حال با وجود جت‌استریم آب و هوا در یک منطقه ثابت باقی نمی‌ماند و تغییرات آب و هوا در مناطق مختلف ایجاد می‌شود.
در صنعت هوایی، استفاده از جت‌استریم از سال ۱۹۵۲ آغاز شد. پرواز پان‌آمریکن از توکیو به هونولولوی هاوایی با پرواز در درون جت‌استریم در ارتفاع ۷۶۰۰ متری، زمان پرواز از ۱۸ ساعت به ۱۱٫۵ ساعت تقلیل یافت. در عین حال به کاهش سوخت نیز کمک شایانی کرد. در صنعت هوایی به طور مرتب از جت‌استریم برای پروازها استفاده می‌کنند.

تاریخچه جت‌استریم و کشف آن:
اولین بار در دهه بیست میلادی واسابورو اوئیشی، هواشناس ژاپنی کار بر روی بالن هواشناسی مخصوصی را آغاز کرد که به صورت اتفاقی، جت‌استریم را بالای جو نزدیک کوه فوجی شناسایی کرد. ولی مطالعات او فقط به ژاپن ختم شد و انعکاسی به خارج نداشت. در سال ۱۹۳۴ دانش در ارتباط با جت‌استریم با تلاش خلبان آمریکایی به نام ویلی پست افزایش یافت. او با لباس مخصوص فشار (برای کاهش فشار اتمسفر) در ارتفاع بالا به پرواز درآمد و دریافت که بر روی جریان هوای مخصوصی سوار شده و در حال حرکت است.
علی‌رغم این کشفیات، عبارت «جت‌استریم» در سال ۱۹۳۹ توسط یک هواشناس آلمانی به نام سیلکف در مقاله تحقیقی به ثبت رسید و به این عبارت نامیده شد. از این زمان به بعد دانش جت‌استریم در خلال جنگ جهانی دوم هنگامی که خلبانان تغییرات در جریان باد را هنگامی که بین اروپا و آمریکای شمالی پرواز می‌کردند مشاهده کردند و از آن سود بردند.

طرح‌های استفاده از انرژی جت‌استریم:
دانشمندان به دنبال راه‌هایی برای مهار انرژی درون جت‌استریم هستند. تکنولوژی این طرح شاید ده تا بیست سال آینده طول بکشد. طبق تخمین دانشمندان ، تنها یک درصد از پتانسیل انرژی باد در جت‌استریم، می‌تواند نیازهای کنونی انرژی جهانی را تأمین کند.

ترجمه: محمد اسماعیلی

منابع:
۱٫    About.com geography "the jet stream" by Amanda Briney
۲٫    University of Illinois "jet stream"
۳٫    Mount Everest.net
۴٫    K2 Climb.net
۵٫    Windows to the Universe by National Earth Science Teacher Association
۶٫    National Geographic (july, 7, 2013) "jet stream"

یک دیدگاه to “جت استریم چیست؟”

  1. فرید کازرونی می گوید:

    مثل همیشه عالی و مفید . دست استاد بزرگوارمان از بابت این مقاله درد نکنه. برایتان آرزوی سلامتی دارم. همیشه در اوج باشید.

دیدگاه خود را بیان کنید

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.