Effect klimaatverandering op de straalstroom

Vaak staan we er niet bij stil, maar boven ons op ongeveer 10 kilometer hoogte waait een zeer sterke wind, ook wel de straalstroom genoemd. Deze luchtstroming is zowel bepalend voor het weer als voor de luchtvaart. Het is namelijk de straalstroom die de depressies aanvoert met bijbehorende regenfronten. Daarnaast wordt er bij het vliegen altijd rekening gehouden met de ligging en de sterkte van de straalstroom.

Je kunt er zowel voordelen (meeliften) van ondervinden als nadelen (vertraging en/of turbulentie). Karakteristiek voor de straalstroom zijn de vaak langgerekte banden met hoge bewolking. Wat veroorzaakt de straalstroom precies en heeft de actuele klimaatverandering invloed op deze sterke wind op hoogte? Dit artikel verscheen met dank aan Thomas Vermeulen.

Straalstroom bij Canada, kenmerkend is de langgerekte band met hoge bewolking. (NASA)

Hoe ontstaat de straalstroom?

Het verschijnsel ontstaat simpelweg door een groot temperatuurverschil tussen twee gebieden in combinatie met de draaiing van de aarde. De aarde streeft altijd naar evenwicht met als gevolg dat de warme lucht naar de koude lucht gaat stromen en andersom. De plek in de atmosfeer waar deze twee luchtsoorten elkaar tegenkomen is de plek waar de straalstroom ontstaat. Een soortgelijk verschijnsel vindt ook in enkele gevallen op kleinere schaal plaats. Als na een warme zomerdag de nacht valt, koelt de grond sterk af. Op de grens tussen deze afgekoelde en de nog warmere lucht gaat een wind van noord naar zuid waaien.

De stroming van warme lucht naar koude lucht en andersom vindt niet zomaar plaats. Zoals altijd in de atmosfeer is een bepaald luchtdrukverschil dé veroorzaker van stromingen tussen bepaalde luchtmassa’s. Dit geldt ook voor de straalstroom. Het feit dat koude lucht zwaarder is dan warme lucht heeft als gevolg dat de lijnen van gelijke temperatuur voor koude lucht dichter bij elkaar liggen dan voor warme lucht. Simpel gezegd: warme lucht zet uit en op deze manier kunnen er door de temperatuurverschillen ook drukverschillen ontstaan op een horizontaal vlak.

Aangezien warme lucht een groter volume inneemt dan koude lucht, liggen de drukvlakken verder uit elkaar bij hogere temperaturen. Het gevolg is dat er op een horizontaal vlak drukverschillen ontstaan als gevolg van het temperatuurscontrast van de twee luchtkolommen. Merk ook op dat op grotere hoogte deze luchtdrukverschillen het grootst zijn. De ‘p’ staat voor pressure en ‘Δp’ geeft een bepaalde verandering in luchtdruk aan. Hoe hoger, hoe lager de luchtdruk wordt (vandaar ‘p- Δp’).

Wind waait altijd van hoge naar lage druk, dus in dit geval van de warme luchtsoort naar de koude luchtsoort. De draaiing van de aarde zorgt er echter voor dat deze wind wordt afgebogen. Op het noordelijk halfrond zorgt dit zogenaamde Corioliseffect ervoor dat die afbuiging naar rechts is. Het gevolg is een straalstroom die waait van west naar oost.

Je kunt je vast voorstellen dat deze straalstroom krachtiger is bij grotere temperatuurverschillen. Dit zorgt er namelijk óók voor dat de luchtdrukverschillen op een horizontaal vlak groter zijn met als gevolg een sterkere wind. Aangezien in de winter de verschillen in temperatuur het grootst zijn, zal de straalstroom juist dan het sterkst zijn. Dit zorgt er dan ook voor dat we in de winter vaak een sterke westelijke stroming hebben met depressies die worden aangevoerd vanaf het westen. De krachtige straalstroom houdt de polaire lucht dan vaak ten noorden van ons.

De hierboven beschreven straalstroom wordt de polaire straalstroom genoemd. Dit is echter niet de enige die we op aarde kunnen vinden. Een tweede straalstroom die meer naar de evenaar ligt, wordt ook wel de subtropische straalstroom genoemd.

De twee beschreven straalstromen (polair en subtropisch) die ontstaan als gevolg van horizontale temperatuurverschillen. De straalstromen lopen beiden van oost naar west door de draaiing van de aarde (Corioliseffect).

De sterkte van de straalstroom

Zoals al eerder beschreven is de straalstroom in de winter op zijn krachtigst door de grotere temperatuurverschillen tussen de evenaar en de noordpool. Wanneer er sprake is van een krachtige straalstroom, betekent dit dat deze weinig meandert. Met meanderen wordt simpelweg het golven van de straalstroom bedoelt.

Tijdens een periode van een zwakke straalstroom is de kans groter dat warme lucht uit het zuiden verder kan doordringen naar noordelijke regio’s en de polaire luchtsoorten juist verder kunnen doordringen naar het zuiden. Het weer is dan sterk afhankelijk van de exacte positie van deze meanders. Óf je krijgt vooral te maken met polaire lucht, óf je krijgt te maken met een warme zuidelijke stroming.

Een luchtdrukkaart van 27 februari 2019. De zwarte pijl geeft ongeveer de richting aan van de straalstroom. In dit voorbeeld is te zien dat de straalstroom vrij zwak is en een grote meandering vertoont. Bij deze luchtdrukverdeling profiteert de Benelux van een zuidelijke stroming.

Effect klimaatverandering op de straalstroom

Wanneer we klimaatverandering globaal bestuderen, valt ons één ding vooral op: de polen warmen véél sneller op in vergelijking met de andere delen op aarde. Een bekende oorzaak is de verminderde albedo (fractie weerkaatst zonlicht) tijdens de zomer. Het zee-ijs zal dan namelijk smelten, waardoor het oppervlak aan water toeneemt in vergelijking met het oppervlakte aan zee-ijs.

Water heeft een lagere albedo vergeleken met ijs (en sneeuw). Het gevolg is dus dat er meer zonlicht wordt geabsorbeerd en de opwarming versterkt wordt. Er zijn nog meer redenen voor deze versterkte opwarming rond de polen, maar het belangrijkste is nu wat voor gevolgen dit heeft op de straalstroom.

De gemiddelde temperatuuranomalie voor de periode 2008-2017. Opvallend is dat hoe verder je naar de polaire regio’s gaat, hoe sterker de opwarming is. (Wikipedia)

Je kunt je voorstellen dat deze versnelde opwarming op de polen ervoor zorgt dat hét temperatuurcontrast wat de straalstroom op snelheid houdt, vermindert bij een opwarmend klimaat. Dit effect is het sterkst in de herfst en de winter. Deze verzwakte straalstroom zou er in de toekomst voor kunnen zorgen dat blokkades, veroorzaakt door het golven van de jet stream, langer standhouden. Immers, bij een zwakke straalstroom bewegen de weersystemen ook wat langzamer. Het gevolg is dus dat bepaalde weertypes (droogte, wateroverlast, hitte, maar ook koude!) langduriger en in sommige gevallen dus ook extremer van aard zullen gaan worden.

Een minder scherp temperatuurcontrast tussen de polen en de evenaar (door een versterkte opwarming bij de polen) heeft als gevolg dat de straalstroom zwakker zal worden bij een verder opwarmend klimaat.


Lees ook eens: