De straalstroom van de toekomst

De straalstroom, jetstream, bepaalt het weer op het noordelijk halfrond. Met de klimaatverandering zou het gedrag van deze band met verhoogde windsnelheid echter veranderen en… uiteraard zal dit een invloed hebben op ons weer. De meeste wetenschappers zijn het er over eens dat we meer blokkades zullen krijgen door een verzwakkende straalstroom. In dit artikel ga ik wat dieper in op de (veranderende) straalstroom en wat de effecten daarvan zullen zijn op ons weer. 

De straalstroom van de toekomst

De straalstroom is een begrip in de meteorologie dat al heel lang meegaat. Ten tijde van Armand Pien werd er bijna dagelijks over gesproken. Nadien belandde dit wat meer op de achtergrond (althans bij het gewone publiek) maar de laatste jaren is er een hernieuwde aandacht. Meteorologen bekijken elke dag de evolutie en gedragingen van de straalstroom, aangezien deze echt wel heel belangrijk is.

Hieronder ga ik dieper in op de straalstroom en vooral over wat de projecties zijn voor volgende decennia. Blokkades zoals we nu al maanden meemaken, zullen vaker voorkomen omwille van de straalstroom. Anderzijds zijn extra koude winterprikken eveneens mogelijk. Ja, de veranderende straalstroom gaat ons weer sterk beïnvloeden! Dit artikel is gebaseerd op wetenschappelijke papers van onder andere professor Judah Cohen en theoretische concepten.

De straalstroom van de toekomst

In de toekomst zal de straalstroom volgens de theorie verzwakken en meer gaan meanderen. De zwarte straalstroom zou zomaar kunnen evolueren naar de rode straalstroom. (NoodweerBenelux)

Wat is de straalstroom?

De termen ‘straalstroom, jetstream , jet’  duiden allemaal op hetzelfde weerfenomeen. Polar Vortex daarentegen is iets anders, maar daar gaan we volgende keer dieper op in. Het is niet de bedoeling om in dit artikel een zeer uitgebreide uitleg te geven over de straalstroom, aangezien dit eerder al gebeurd is op deze website en jullie dit uitgebreid kunnen lezen in dit artikel.

In feite zijn er verschillende straalstromen vermits dit meteorologisch concept duidt op een band met verhoogde windsnelheden. Deze banden bevinden zich op ongeveer 9-10 km hoogte, waardoor ze net onder de tropopauze liggen.

Op de weerkaarten staat de hoogte nooit in meter of kilometer aangeduid maar in hPa. Hierdoor moet je om de straalstromen te detecteren kijken naar de windsnelheid op 250-300 hPa; dit is te vinden op meteociel, wetterzentrale etc. Het snelste deel van een straalstroom wordt ook wel eens jetstreak genoemd.

In het artikel van Samuel Helsen wordt duidelijk uitgelegd dat dit de belangrijkste gebieden zijn voor de ontwikkeling van depressies en hogedrukgebieden door divergentie en convergentie.

Hieronder bespreken wij de polaire straalstroom, dit is degene die zich in onze contreien bevindt, met name tussen gemiddeld 45° en 60° noorderbreedte, duidelijk te zien op onderstaande afbeelding : ‘de Polar Jet Stream’ genaamd.

Straalstromen

De twee straalstromen van het noordelijk halfrond. In dit artikel gaat het over de Polar Jet Stream. (The COMET Program, NASA)

De straalstroom ontstaat in feite door horizontale temperatuurverschillen. Warme lucht is lichter dan koude lucht, waardoor de isothermen (lijnen van gelijke temperatuur) in warme lucht verder uit elkaar liggen dan in koude lucht. Dit is uiteraard ook de reden dat de weerkaarten van de 500 hPa potentieel blauw kleuren bij kouder weer, aangezien dit vlak dan op lagere hoogte ligt. Bij warmer weer kleuren de kaarten rood, aangezien het potentieel vlak dan hoger ligt.

Horizontale temperatuurverschillen leiden uiteindelijk tot drukverschillen. Het 500 hPa vlak ligt bijvoorbeeld hoger aan de Evenaar dan aan de Noordpool, als je op één bepaalde hoogte gaat kijken, is de druk op dat vlak groter aan de Evenaar dan aan de Noordpool.

Drukvlakken op verschillende hoogte

Warme lucht is lichter dan koude lucht en neemt daarom meer ruimte in. De drukvlakken liggen dus verder uiteen bij hogere temperaturen. Drukvlakken van een bepaalde druk (bijvoorbeeld 500 hPa) liggen dus op andere hoogtes, wat aanleiding geeft tot drukverschillen. Deze drukverschillen veroorzaken wind. (NoodweerBenelux)

Zoals we wel weten stroomt de lucht van hoge druk naar lage druk en dus van warme naar koude lucht om het verhaal compleet te maken. Nu…door de rotatie van de aarde gebeurt dat niet rechtstreeks. De Coriolis kracht, wat eigenlijk een pseudo kracht is, duwt de lucht naar het oosten op het noordelijk halfrond.

De straalstroom die bij ons west->oost georiënteerd is, ontstaat dus door temperatuurverschillen die leiden tot drukverschillen waardoor er wind ontstaat. Deze wind waait niet van zuid->noord (loodrecht op de temperatuurs+drukgradiënten), maar west->oost, omwille van de draaiing van de aarde.

Ontstaan van de straalstroom

Wind waait van hoge druk naar lage druk. Door de draaiing van de aarde gebeurt dit niet rechtstreeks maar wordt de wind afgebogen naar rechts (het oosten) op het noordelijk halfrond. Ter hoogte van het polaire front, waar de temperatuurgradiënt het hoogste is, zal de wind het sterkst waaien van het westen naar het oosten. Die krachtige wind noemen we de straalstroom. (NoodweerBenelux)

Aangezien de straalstroom bepaald wordt door temperatuurverschillen, zullen deze verschillen eveneens de intensiteit van de straalstroom bepalen. In de zomer, wanneer de Noordpool relatief meer is opgewarmd dan de Evenaar, is het temperatuurverschil kleiner en is de straalstroom zwakker. In de winter is het temperatuurverschil het grootst en zal de jetstream het meest krachtig waaien.

Positie straalstroom

Deze afbeelding toont de positie van de straalstroom boven Noord-Amerika in de zomer (oranje) en in de winter (blauw). Het is duidelijk dat de straalstroom tijdens de winter zuidelijker ligt (koude lucht rukt verder op) en veel krachtiger is (125 km/u vs 60 km/u). (Climate.ncsu.edu)

Wat betekent de klimaatverandering voor de straalstroom?

De Noordpool heeft tot nu toe een dubbel zo hoge opwarming gekend in vergelijking tot de gemiddelde opwarming van de aarde. Dit fenomeen kennen we onder de naam “Arctic Amplification” en wordt veroorzaakt door allerlei feedback (terugkoppelings-)mechanismen. Zo is er tijdens de zomer steeds minder zee-ijs aanwezig op de Noordpool. IJs heeft echter een hoger albedo dan water.

Door het toenemend aantal zee-oppervlakte is de terugkaatsing van het zonlicht dus minder en warmt het gebied extra op. Bovendien slaat de zee meer warmte op, die dan tijdens de herfst en winter trager wordt vrijgelaten. Dit is dan ook de reden dat de grootste opwarming van de Noordpool gekend is tijdens de herfst, vermits er dan significant meer en warmer zeewater aanwezig is.

Andere mechanismen zijn bijvoorbeeld nog de verlaging van het albedo door aerosolen op de sneeuw, meer waterdamp,.. Hoewel deze “Arctic Amplification” verschillende gevolgen heeft, ligt de focus in dit artikel enkel op de straalstroom.

Arctic Amplification

De arctische gebieden warmen de laatste jaren dubbel zo snel op dan het globale gemiddelde. Dit noemt men ‘Arctic Amplification’. (Cohen et al., 2014)

Zoals eerder aangehaald, is de driver van de straalstroom het temperatuurcontrast tussen de Noordpool en de lagere breedtegraden; hoe groter dat contrast… hoe sterker de straalstroom. Nu tonen de observaties aan dat het poolgebied veel sneller opwarmt dan de lagere breedtegraden in alle seizoenen, maar nog het meest in de herfst en de winter. Het temperatuurcontrast wordt dus kleiner. En jullie hebben het misschien al door, door dit kleinere temperatuurcontrast wordt de straalstroom zwakker. De windsnelheid wordt dus lager.

De straalstroom wordt zwakker door de klimaatverandering, maar wat betekent dit?

Stel, we zien de straalstroom als een tol: draait de tol snel, dan is deze veel stabieler; draait de tol traag, dan begint hij te schommelen. In feite is het met de straalstroom hetzelfde. Een krachtige straalstroom (lees hoge windsnelheid) is veel stabieler en oost-west georiënteerd. Een zwakke straalstroom is minder stabiel en begint te kronkelen of te ‘meanderen’, er verschijnen lussen.

Zwakkere versus sterkere straalstroom

Een zwakke straalstroom is minder stabiel en meandert (lussen) veel meer dan een krachtige straalstroom. Hij wordt dan meer meridionaal in plaats van zonaal, waardoor er meer blokkades ontstaan en het weerbeeld trager vooruitgaat. (Skepticalscience.com)

Bovendien zorgt een zwakke straalstroom ervoor dat weersystemen trager voortbewegen en als we er dus vanuit gaan dat alles hetzelfde blijft, zal een zwakkere straalstroom voor meer persistente/aanhoudende weersituaties zorgen. Omgezet naar blokkades betekent dit dus: blokkades met meer lange, droge periodes maar anderzijds ook met meer lange, natte periodes.

Zoals aangehaald krijgt de zwakkere straalstroom dus ook meer meanders (lussen), die bovendien worden uitgerokken (de amplitude wordt groter), zowel naar de poolgebieden als naar subtropische gebieden. Dit betekent concreet dat wanneer zo’n meanders goed vallen, we in West-Europa lucht krijgen uit zuidelijkere gebieden (warmer) of uit noordelijkere gebieden (kouder).

Dit wil dus zeggen dat de extremen toenemen: koude lucht geraakt verder zuidwaarts en warme lucht geraakt verder noordwaarts. Dus, als warme lucht ons bereikt, kan het zijn dat deze lucht extra warm is. Maar evengoed kan een noordelijke luchtstroming in de winter extra koude lucht opleveren. Het is een kwestie van hoe de meanders/lussen vallen.

Uiteraard is dit een theoretisch principe en nog vrij recent, maar observaties op 500 hPa tonen wel reeds een afname van de zonale wind, vooral in de herfst.

Geblokkeerde straalstroom afgelopen weken

Afgelopen weken was de straalstroom zwak en lag er een rug boven Europa. Een trog was gepositioneerd over de Atlantische Oceaan. Het resultaat was dat zeer zachte lucht enorm noordelijk kon oprukken en we constant onder de hoge druk verbleven. Van een blokkade gesproken… (Wetterzentrale.de)

Effecten van de straalstroom

De enorme droogte die we eigenlijk al sinds juni meemaken, is het resultaat van persistente hogedrukgebieden boven Europa. Depressies met regenzones werden én worden elke keer ten westen van het Europese vasteland tegengehouden en schuiven naar het noorden, zonder veel regen te geven in onze contreien. Of dit nu echt het resultaat is van een verzwakte straalstroom door de klimaatverandering of van een louter ‘toevallige drukconfiguratie’ die uitzonderlijk lang heeft aangehouden, is uiteraard moeilijk te bewijzen.

We zagen de afgelopen maanden wel degelijk een zeer zwakke straalstroom. Bovendien lag deze quasi stationair meridionaal ten westen van Europa, waardoor wij aan de zonnige, droge en zachte kant vertoefden. Onderstaande kaart toont de situatie van deze zomer/herfst op 2 verschillende dagen. Zien jullie de gelijkenissen? Het weer vertoont weinig variatie afgelopen maanden.

Blokkade

Afgelopen maanden lag de drukconfiguratie enorm geblokkeerd. De droogte en zachte temperaturen bleven maar duren. (Wetterzentrale)

Met een toenemend temperatuurcontrast zal de straalstroom komende dagen/weken verder aanwakkeren en zal de blokkade uiteindelijk wel instorten. Wie weet valt een blokkade komende winter wel wekenlang op die manier om echt winterweer te geven! De tijd zal het uitwijzen! Op NoodweerBenelux zitten jullie alvast op de eerste plaats om vanaf november de wintersignalen mee te volgen!

Foto uitgelichte image: NASA’s Goddard Space Flight Center


Lees ook eens: