Tagarchief: Jennifer Francis

Het verband tussen klimaatverandering, de straalstroom en extreem weer

De straalstroom, een meanderende band met zeer hoge windsnelheden hoog in de atmosfeer, heeft aanzienlijke invloed op ons weer. Mogelijk verandert het gedrag van de straalstroom in het veranderende klimaat. De kans op langdurige periodes van hitte, droogte, kou of neerslag zou daardoor in sommige delen van de wereld groter kunnen worden. Klimaatonderzoekers menen dat hier aanwijzingen voor zijn, maar de wetenschappelijke discussie woedt nog volop.

Wie wel eens intercontinentaal reist weet het waarschijnlijk: een vlucht in oostelijke richting gaat vaak een stuk sneller dan een vlucht naar het westen. Dat komt door de straalstroom: een krachtige wind die met snelheden van 100 tot soms wel 400 kilometer per uur waait op grote hoogte. De straalstroom waait van west naar oost op ongeveer 10 kilometer hoogte, bovenin de onderste luchtlaag, de troposfeer. Meteorologen onderscheiden een polaire straalstroom en een subtropische straalstroom. De ligging van de polaire straalstroom is van invloed op het weer in Nederland: ligt die ten noorden van ons dan is het warm, en ligt hij in het zuiden dan is het koud. En een straalstroom die vlakbij Nederland ligt brengt depressies met regen en wind. De afbeelding boven dit artikel geeft een schematische weergave van de straalstroom; de realiteit is grilliger. Vaak zijn er flinke slingeringen en vertakkingen en meestal is de straalstroom geen gesloten band die de hele aarde omspant. Op het prachtige earth.nullschool.net is (naast heel veel anders) de actuele situatie van de straalstroom te zien.

De straalstroom is op dit moment een van de onderwerpen waar de klimaatwetenschap veel belangstelling voor heeft. Om precies te zijn: het gaat dan om de slingeringen van de straalstroom, die Rossby-golven of planetaire golven worden genoemd. Er zijn aanwijzingen dat er iets verandert in het gedrag van die Rossby-golven en dat dat invloed heeft op het weer. De Amerikaanse klimaatwetenschapper Jennifer Francis trok in 2012 nogal wat aandacht met haar publicatie hierover. Voor een webzine van Yale University schreef ze een toelichting op haar onderzoek.

Om te begrijpen wat er aan de hand is, is het nodig om te weten dat de straalstroom wordt aangedreven door het temperatuurverschil tussen de tropen en de polen. (Terzijde: ook de draaiing van de aarde speelt een grote rol.) Dat temperatuurverschil is de afgelopen decennia kleiner geworden, door een fenomeen dat arctische amplificatie wordt genoemd. Dit fenomeen werd, in zekere zin, al aan het eind van de 19e eeuw voorspeld door Svante Arrhenius. Sneeuw en ijs zijn wit. Dat betekent dat licht dat er op valt grotendeels wordt gereflecteerd. Als sneeuw en ijs door opwarming smelten, komt het daaronder liggende land- of wateroppervlak vrij, dat veel donkerder van kleur is. Zo’n donker oppervlak absorbeert absorbeert meer zonlicht, waardoor het verder opwarmt. Klimaatonderzoek heeft uitgewezen dat er ook andere factoren meespelen, en dat de realiteit dus wat ingewikkelder is, maar dat neemt niet weg dat met name het Noordpoolgebied de afgelopen decennia veel sterker is opgewarmd dan de rest van de wereld.

Lees verder

Advertenties

De straalstroom en extreem weer; een vervolgverhaal

Rossby-golven zijn al een tijdje een hevig bediscussieerd onderwerp in de wetenschap. En daarbuiten ook wel een beetje. Buiten de wetenschap wordt daarbij meestal niet letterlijk over Rossby-golven gesproken: het gaat dan meestal over een meanderende straalstroom, of een wandelende polaire wervel. Zelf gebruikte ik dergelijke termen in een blog van enkele maanden geleden, over de rare winter.

monsoon_weather_guide_464_s2

Positie van de straalstroom tijdens de Russische hittegolf van 2010

Bewegingen van lucht en water langs het aardoppervlak zouden een stuk simpeler te begrijpen zijn als de aarde plat zou zijn en niet om zijn as zou draaien. Helaas – voor wie zoals ik van eenvoud houdt – bestaan die complicaties wel. De draaiing van de aarde veroorzaakt het Corioliseffect: de bekende circulatie van (bijvoorbeeld) luchtstromingen rond lagedrukgebieden. De grootte van het Corioliseffect hangt af van de snelheid waarmee het aardoppervlak beweegt en die snelheid varieert dan weer met de breedtegraad: wie op één van de polen staat blijft staan waar hij staat en draait in 24 uur alleen een rondje om zijn as; terwijl iemand op de evenaar met een snelheid van zo’n halve kilometer per seconde (sneller dan het geluid) door de ruimte zoeft. De verandering van het Corioliseffect met de breedtegraad zorgt voor het ontstaan van Rossby-golven.

Het voert te ver om het ontstaan van die golven hier verder uit te werken. Wat vooral van belang is dat het niet zomaar wat slingeringen zijn die wel op een golf lijken. Het zijn echte golven, die beschreven en bestudeerd kunnen worden aan de hand van de wetenschappelijke kennis die er over golven is. Er kunnen bijvoorbeeld staande golven ontstaan en resonantie-effecten optreden. Rossby-golven zijn vooral van belang op de schaal van de zogenaamde synoptische meteorologie: een geografische schaal van ruwweg 1000 km of meer en een tijdsschaal van enkele dagen tot soms wel een maand. De processen op deze schaal bepalen het weer op hoofdlijnen; de weerman die een voorspelling voor het weer van morgen in Apeldoorn, Ammerzoden of Arnemuiden wil doen werpt er enkele blikken op en zoomt dan in op een kleiner schaalniveau.

Een belangrijke luchtstroming op dit schaalniveau is de straalstroom: de wind die op grote hoogte en met hoge snelheid op gematigde breedtegraden van west naar oost waait. De straalstroom ontstaat als gevolg van het temperatuurverschil tussen de tropen en de polen. In de straalstroom zijn Rossby-golven vaak goed zichtbaar. Er wordt dan ook wel gesproken van een meanderende straalstroom. Twee karakteristieken van Rossby-golven kunnen een grote invloed hebben op het weer:

  • Amplitude. Bij een grote amplitude dringt op de ene plek koude polaire lucht ver door in de richting van de evenaar en gebeurt op een andere plek het omgekeerde. Op sommige plekken is het dan dus (veel) warmer dan normaal en op andere plekken (veel) kouder.
  • Golfsnelheid. Dit is vooral relevant wanneer de golfsnelheid heel laag is: grote gebieden hebben dan gedurende lange tijd nagenoeg hetzelfde weer. Afhankelijk van de positie ten opzichte van de golf kan dat weer koud, warm, nat of droog zijn.
jul3_jet

Positie van de straalstroom boven de VS op 3 juli 2014. Meteoroloog Jeff Masters beschrijft op zijn Weather Underground blog het hiermee samenhangende weer: warmte, kou en overstromingen.

Lees verder