Straalstroom

Een straalstroom, ook vaak "jet stream" of kortweg "jet" genoemd, is een relatief smalle zone met hoge windsnelheden. Straalstromen bevinden zich in de hoge troposfeer (zie atmosfeer), net onder de tropopauze (figuur 3). De hoogte van de straalstroomas bedraagt vaak 9 à 10 km, wat ongeveer overeenkomt met een luchtdruk van 300 tot 250 hPa. Om van een echte straalstroom te kunnen spreken is een minimumsnelheid van 30 m/s (108 km/u) vereist. Windsnelheden tot 400 km/u of wat meer zijn mogelijk.

De belangrijkste straalstromen zijn de polaire straalstroom en de subtropische straalstroom. Ze zijn aanwezig in beide halfronden (figuur 1). De polaire straalstroom van het noordelijk halfrond ligt vaak in de nabijheid van onze streken. Meestal bevindt hij zich tussen 45 en 60° noorderbreedte, waarbij zijn positie in de winter zuidelijker is dan in de zomer. Straalstromen zijn vaak enkele duizenden km lang en enkele honderden km breed. Het gebied met de sterkste winden, de as van de straalstroom, is vaak 50 tot 100 km breed en 1 tot 2 km hoog.

 

 

Figuur 1. Er zijn vier belangrijke straalstromen in de aardatmosfeer: 1 = polaire jet van het noordelijk halfrond, 2 = subtropische jet van het noordelijk halfrond, 3 = subtropische jet van het zuidelijk halfrond, 4 = polaire jet van het zuidelijk halfrond.

In figuur 2 is het duidelijk dat de snelheden van een jet stream grote ruimtelijke verschillen kennen en dat hij, in tegenstelling tot wat figuur 1 suggereert, zeker niet een mooi gesloten band omheen de hele aarde vormt. In sommige gebieden zijn er "jet maxima" terwijl elders dan weer de minimumsnelheid niet meer gehaald wordt. Net zoals een rivier kan de jet sterk meanderen. In sommige situaties is hij dan weer mooi west-oost gericht.

 

Figuur 2. Hier wordt de windsnelheid in m/s getoond voor het drukniveau van 300 hPa. De straalstroom meandert soms zoals een rivier.

Ontstaan

Het ontstaan van jet streams is niet gemakkelijk te verklaren. Zeer belangrijk is dat straalstromen gekoppeld zijn aan gebieden met sterke horizontale temperatuursgradiënten, meerbepaald belangrijke fronten die de scheiding vormen van luchtmassa's. De polaire straalstroom is verbonden aan het polaire front waar lucht van polaire en (sub)tropische oorsprong elkaar ontmoeten. Figuur 3 toont in een verticale doorsnede het verloop van de isothermen met de hoogte. In de warmere (sub)tropische lucht liggen de isothermen door het verschil in dichtheid een stuk hoger dan in de koudere polaire lucht. Deze horizontale temperatuursverschillen leiden tot drukverschillen, bijvoorbeeld het drukniveau van 500 hPa ligt hoger in de tropische dan in de polaire lucht. Door de rotatie van de aarde, en dus de corioliskracht, stroomt de lucht niet van hoge naar lage druk (van de warme naar de koude lucht), maar gaat ze uiteindelijk parallel stromen met de frontale zone. Het resultaat is dat de windkracht met de hoogte alsmaar toeneemt tot op een gegeven moment een piek wordt bereikt op het straalstroomniveau (voor figuur 3 is dat op 10 km hoogte). Boven de tropopauze neemt de windsnelheid opnieuw af.

 

Figuur 3. De noordpool ligt naar links op deze figuur, de evenaar naar rechts. De dikke zwarte lijnen vormen de transitiezone tussen de warme tropische lucht en de koude polaire lucht. De isothermen liggen door het verschil in dichtheid in de warme lucht hoger dan in de koude lucht, hetgeen leidt tot drukverschillen en toenemende winden met de hoogte. De as van de straalstroom (J op de figuur, snelheid van meer dan 70 m/s) ) ligt in de warme lucht, juist onder de tropopauze (rode lijn). De blauwe zone is een gebied met veel turbulentie en dus een gevaar voor de luchtvaart.

Belang voor het weer

Ligt de straalstroom boven of in de buurt van onze streken dan is het weer meestal slecht. Immers jets zijn verbonden aan belangrijke frontale zones en dit betekent een opeenvolging van neerslaggebieden en frontale depressies. Soms ligt de straalstroom duidelijk ten noorden van ons land en is het meestal warmer dan normaal. Het weer kan dan ook uitgesproken zonnig zijn, eventueel met lokaal onweer in het warme seizoen. Ligt de jet ten zuiden van ons dan is het kouder dan normaal met mogelijk stevige buien.

Figuur 2 toont dat er in de straalstroom nog gebieden voorkomen met extra hoge windsnelheden. Men spreekt dan van "jet maxima" of zogenaamde "jet streaks". Dergelijke maxima kunnen bijvoorbeeld een reeds bestaande lagedrukkern extra gaan uitdiepen, eventueel tot een stormdepressie.