Dette er året med uklar atmosfære. Den polære virvel kølet alles vinter. Metanudgivelser kan det være udskæring af mystiske kratere i den arktiske is. Og blokeringsmønstre fik skylden for Colorado's såkaldt tusindårs oversvømmelse. Så hvis du vil imponere venner og familie med din meteorologiske viden, bliver du nødt til at grave dybt. Overvej at wowing dem med en chat om Rossby-bølger.

Rossby bølger (n.): Store horisontale atmosfæriske bølger forbundet med polær frontstrøm.

Snakken

I et papir, der blev offentliggjort denne uge i Proceedings of National Academy of Sciences, Dim Coumou fra Tysklands Potsdam Institut for Forskning på klimaeffekter antyder det stoppede atmosfæriske strømme relateret til Rossby-bølger kunne have været bag nylige tørke og oversvømmelser. Jennifer Francis fra Rutgers Universitets Institut for Hav- og Kystvidenskab har foreslået en lignende forbindelse mellem bølgerne og en stigning i ekstreme vejrbegivenheder (selvom hun peger på en lidt anden mekanisme). Så hvad er disse bølger?

Gist

Matematikken bag svensk-amerikansk meteorolog Carl-Gustaf Rossby's teori er kompliceret, men begrebet er det ikke. Du skal begynde med ideen om at generere og gendanne kræfter, der gælder for alle bølgelignende bevægelser.

”Tænk på en fjeder,” forklarer Francis. Du anvender en genererende kraft at trække fjederen ud af sin stabile position, og fjederens elasticitet - gendannelse af kraft- trækker det tilbage. Elasticiteten trækker imidlertid fjederen ud over dets stabile punkt i den anden retning. Som et resultat springer din forår op og ned.

Med den idé i tankerne kan du forestille dig en partikel af luft, der svæver sammen i jetstrømmen, der krydser Nordamerika omtrent vest mod øst.

Hvis denne partikel af luft støder på en hindring, kan den afbøjes fra dens østgående sti. En bjergkæde kunne for eksempel skubbe partiklen sydpå. På dette tidspunkt, i mangel af en yderligere mellemliggende styrke, ville partiklen simpelthen fortsætte med at køre sydpå. Der er dog en gendannende styrke til stede. Mød Coriolis effekt.

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

Når Jorden roterer på sin nord-syd-akse, roterer alle partiklerne på eller nær planetens overflade sammen med den. De drejer imidlertid ikke med samme hastighed - partikler på Ækvator roterer langsommere end genstande nær Nord- eller Sydpolen.

Som et resultat, når vores luftpartikel skubbes sydpå, matcher dens omdrejningshastighed ikke jordens omdrejningspunkt på den breddegrad - partiklen drejer for hurtigt. Denne uoverensstemmelse skubber partiklen mod nord, mod den position, hvor dens omdrejning ville matche jordens. Det er den gendannende kraft på arbejdet.

Ligesom med fjederen overkorrigerer imidlertid gendannelseskraften partiklens position og skubber den nord for sin oprindelige breddegrad. Nu roterer den for langsomt for dens breddegrad, og dette tvinger partiklen sydpå igen. Som et resultat springer partiklen op og ned, mens den fortsætter sin samlede østlige bevægelse. Denne nord-syd-afbøjning påvirker ikke kun en enkelt partikel, men hver luftpartikel i jetstrømmen, hvorfor jetstrømmen ofte ser bølget ud. Denne bugterende sti er essensen af ​​Rossby-bølgeteorien.

Udbetalingen

Langvarige perioder med uændret sommervejr - uanset om det er undertrykkende varme, uendelig tørke eller næsten bibelske regnvejr - repræsenterer en cocktailparty-mulighed for at vise din Rossby-bølgefærdighed. Forklar for dit uden tvivl-rapt publikum, at en bølget jetstrøm kan holde vejrsystemer på plads i uger, og at global opvarmning kan intensivere denne effekt (selvom det er en aktiv debatområdet blandt videnskabsfolk - rollen som Rossby-bølger, dvs. ikke global opvarmning i sig selv).

Sådan fungerer det. Jetstrømmens styrke afhænger af temperaturforskellen mellem Arktis og mellembreddegradene. Denne forskel mindskes imidlertid, fordi klimaændringer varmer Arktis dobbelt så hurtigt som resten af ​​planeten. Klimatologer kalder denne effekt “Arktisk forstærkning, ”Og det kan være at svække jetstrømmen.

Foto: NASA

En svag jetstrøm er en bølget, bølgende jetstrøm. Tænk på floder. Når de er små og hurtigt i bevægelse, pløjer de lige ud mod havet. Når de ældes og aftager, begynder deres sti at slynge sig.

Foto: AGU

En langsom, bølgende jetstrøm kunne føre til mere ekstreme vejrbegivenheder, synes Rutgers 'Jennifer Francis og hendes kolleger. Det skyldes, at når jetstrømmen går i stå, gør det også nuværende vejrmønstre. I stedet for for eksempel et par tørre dage, kunne de vestlige Forenede Stater for eksempel opleve uger eller måneder med tørke (som det er nu). I stedet for et par dage med regn i øst, kan der forekomme betydelig oversvømmelse. Og som Francis forklarer i denne video, kunne det hele knyttes tilbage til Rossby-bølger.

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

Denne artikel blev oprindeligt vist i På jorden

Om forfatteren

Brian Palmer dækker daglige miljønyheder til På jorden. Hans videnskabsskrivning er vist i Skifer, Washington Post, New York Times, og mange andre publikationer.

Anbefalet bog:

Jorden varer kun: Ved at genoprette forbindelse til naturen og vores plads i den -  af Jules Pretty.

Klik her for mere info og / eller for at bestille denne bog på Amazon.