Dette er året med uklar atmosfærisk fenomen. Den polare hvirvelen kjølt hele vinteren. Metan utgivelser kan være carving mystiske kratere i den arktiske isen. Og blokkering mønstre fikk skylden til Colorado såkalt tusenårsflom. Så hvis du vil imponere venner og slektninger med meteorologisk kunnskap, må du grave dypt. Overvei å vie dem med en prat om Rossby bølger.
Rossby bølger (n.): Store horisontale atmosfæriske bølger forbundet med polar-front jetstrøm.
The Chatter
I et papir utgitt denne uken i Proceedings of National Academy of Sciences, Dim Coumou fra Tysklands Potsdam-institutt for klimaforskning, tyder på at stalled atmosfæriske strømmer relatert til Rossby bølger kunne ha vært bak nylig tørke og flom. Jennifer Francis fra Rutgers Universitys institutt for marine- og kystvitenskap har foreslått en lignende sammenheng mellom bølgene og en økning i ekstreme værforhold (selv om hun peker på en litt annen mekanisme). Så hva er disse bølgene?
Gist
Matematikken bak svensk-amerikansk meteorolog Carl-Gustaf Rossby er teorien er komplisert, men konseptet er ikke det. Du må begynne med ideen om å generere og gjenopprette krefter, som gjelder for alle bølgelignende bevegelser.
"Tenk på en vår," forklarer Francis. Du bruker en genererende kraft å trekke våren ut av sin stabile stilling, og vårens elastisitet - den gjenopprette kraft-Puller den tilbake. Elasticiteten trekker imidlertid fjæren utover det stabile punktet i den andre retningen. Som et resultat springer våren opp og ned.
Med den ideen i tankene kan du tenke på en partikkel med luft swooshing langs i jet stream, som krysser Nord-Amerika omtrent vest til øst.
Hvis denne partikkelen av luft møter en hindring, kan den avbøyes fra sin østgående sti. Et fjellkjede, for eksempel, kan skyve partikkelen sydover. På det tidspunktet, i fravær av en ekstra intervenerende kraft, ville partikkelen ganske enkelt fortsette å reise sydover. Det er imidlertid en gjenopprettende kraft tilstede. Møt Coriolis effekt.
{Youtube}https://www.youtube.com/watch?v=i2mec3vgeaI{/ Youtube}
Når jorden spinner på sin nord-sør-akse, spinner alle partiklene på eller nær planets overflate sammen med den. De spinner imidlertid ikke ved samme hastighetspartikler på ekvator-spinnen langsommere enn objekter nær nord- eller sørpolene.
Som et resultat, når luftpartikkelen skyves sørover, samsvarer spinnhastigheten ikke med jordens rotasjon i den breddegraden - partikkelen spinner for fort. Denne feilpasningen skyver partikkelen mot nord, mot stillingen der spinnet hans ville passe til jordens. Det er gjenopprettingsstyrken på jobb.
På samme måte som med våren, gjenoppretter styrken partikkelen sin posisjon, og skyver den nord for sin opprinnelige breddegrad. Nå spinner det for sakte for sin breddegrad, og dette tvinger partikkelen sør igjen. Som et resultat spretter partikkelen opp og ned når den fortsetter sin samlede østlige bevegelse. Denne nord-sør-avbøyningen påvirker ikke bare en enkeltpartikkel, men alle partikler av luft i jetstrømmen, og derfor ser jetstrømmen ofte bølget ut. Denne meandering banen er essensen av Rossby wave teori.
Utbetalingen
Forlengede perioder med uforandret sommervær - enten det er undertrykkende varme, uendelig tørke eller nærbibelske regnstormer - representerer en cocktailparty-mulighet for å vise frem din Rossby-bølgekunnskap. Forklar til det ubestridte publikum at en bølgete jetstrøm kan holde værsystemer på plass i flere uker, og at global oppvarming kan intensivere denne effekten (selv om det er en aktiv område av debatt blant forskere-rollen som Rossby bølger, det vil si, ikke global oppvarming selv).
Slik fungerer det. Strømmen av jetstrømmen er avhengig av temperaturforskjellen mellom arktiske og midtbreddegrader. Denne differensialen er imidlertid mindre, fordi klimaendringer er oppvarming av Arktis dobbelt så fort som resten av planeten. Klimatologer kaller denne effekten "Arktisk forsterkning, "Og det kan svekke jetstrømmen.
Foto: NASA
En svak jetstrøm er en bølgete, bølgende jetstrøm. Tenk på elver. Når de er unge og beveger seg raskt, pløyer de rett til sjøen. Når de alder og treger, begynner deres vei å meander.
Foto: AGU
En langsom, meanderende jetstrøm kan føre til mer ekstreme værforhold, Rutgers 'Jennifer Francis og hennes kolleger positivt. Det er fordi når jetstrømmen stanser, gjør gjeldende værmønstre også. I stedet for noen tørre dager, for eksempel, kan de vestlige USA oppleve uker eller måneder med tørke (som det er nå). I stedet for noen få dager med regn i øst, kan det oppstå betydelig oversvømmelse. Og som Francis forklarer i denne videoen, kan den alle bli bundet tilbake til Rossby bølger.
{Youtube}https://www.youtube.com/watch?v=_nzwJg4Ebzo{/ Youtube}
Denne artikkelen opprinnelig dukket opp i På jorden
om forfatteren
Brian Palmer dekker daglige miljønyheter for På jorden. Hans vitenskapelig skriving har dukket opp i Skiferden Washington Postden New York Times, og mange andre publikasjoner.
Anbefalt bok:
Jorden varer bare: Ved å få kontakt med naturen og vår plass i den - av Jules Pretty.
Klikk her for mer info og / eller å bestille denne boken på Amazon.
