ما هو "العجلة" ولماذا يهم؟

فوق سطح الأرض، شريحة قوية من الرياح تعرف بسباق تيار الطائرات من الغرب إلى الشرق، ترسم أنماط الطقس في مختلف القارات، وهذا التيار الضيقة السريعة التسارع من الهواء، التي عادة ما تتواجد بين 9 و 16 كيلومتراً (30 إلى 52 ألف قدم) فوق الأرض، تعمل كآلية توجيه ومصدر للطاقة للعديد من أكثر الأحداث المناخية تأثيراً على الكوكب.

إن مسار الطائرات ليس تيارا وحيدا ومستمرا بل هو عدة مسارات متميزة، أهمها تيار الطائرات القطبية ومجرى الطائرات دون المدارية، فالطائرة القطبية التي تقع بين الهواء القطبي البارد وخط العرض الأوسط، تميل إلى أن تكون أقوى وأكثر تأثيرا في تشكيل طقس شديد، ولا سيما بالنسبة للولايات المتحدة وكندا وأوروبا.

كيف يعمل فريق (جيت سترام) الميكانيكيون والحركة

دور المتاجر المُزمنة

إن مجرى الطائرات يوجد بسبب اختلاف درجات الحرارة بين كتل الهواء، الهواء الدافئ بالقرب من خط الاستواء يرتفع ويحرك القطب بينما الهواء البارد من بواليع القطبين وينجرف نحو خط الاستواء، وتصادم هذه الكتلة الهوائية، الذي تسارع بتناوب الأرض، يولد رياح قوية، وكلما زاد تناقض درجة الحرارة بين المنطقتين، كلما زاد تدفق الطائرات.

وهذا الوضع الدينامي يفسر لماذا يكون مجرى الطائرات في العادة أقوى وأنشط خلال أشهر الشتاء، عندما تعاني المنطقة القطبية الشمالية والوسطى من أكبر تفاوت في درجات الحرارة، مما يؤدي إلى نظم عواصف أكثر تواتراً وشدّة، وفي الصيف، يضعف مستوى الحرارة، ويبطئ مسار الطائرات، ويميل أنماط الطقس إلى أن تصبح أكثر ركوداً.

روسبي ويفز وميندرز

إن مجرى الطائرات لا يتدفق في خط مستقيم، بل يُبطل في موجات كبيرة تُدعى موجات روسبي، ويمكن أن تُضخ هذه الأمواج، مما يخلق جروحاً وهراوات واضحة، وعندما يهبط تيار الطائرات إلى الجنوب إلى عواصم عميقة، فإنه يُحدث الهواء القطبي البارد إلى وسط المحيط، وعندما يهبط شمالاً إلى أقصى حد، يُدفع الهواء المداري الدافىء.

إن تدفق الطائرات المضخمة جداً مع أسماك التلال العميقة وثلاجات قوية يتجه نحو إنتاج طقس أكثر تطرفاً، مثلاً، يمكن لطرف عميق فوق شرق الولايات المتحدة أن يشق هواء المنطقة القطبية الشمالية في عمق الجنوب، بينما يمكن لحدوثة فوق الغرب أن يجلب الحرارة والجفاف المطولين، ويكتسي فهماً بالغ الأهمية للتنبؤ بالأيام الجوية القاسية قبل أسابيع.

جات ستريكز و توازن

وفي مجرى الطائرات، توجد مناطق محلية ذات سرعة الرياح العالية المعروفة باسم " الطائرات المتحركة " ، وتخلق مناطق الخروج والمدخل من هذه المناطق مناطق من الاختلاف والتقارب في الغلاف الجوي العلوي، وتزيد هذه الاختلالات من سرعة الهواء، وتعزز تكوين الغيوم وتهطله، أو تهدأه، وتخلق جواً عادلاً، ويُفضل على وجه الخصوص ارتفاع مستوى الكبريت الأيمن لمحطة الطائرات.

The Jet Stream Cur#8217;s Influence on Hurricanes

Steering Tropical Cyclones

وتقود الرياح المحيطة بها الريح الهوائية التي تُعرف أيضاً بالأعاصير المدارية، وتؤدي مجرى الطائرات دوراً مهيمناً في تحديد مسارها، ويُدمج الإعصار أساساً في التدفق الأوسع نطاقاً للغلاف التروبوسفيري، ويعتبر وضع تيار الطائرات دون المدارية أحد العوامل الرئيسية التي تملي ما إذا كان هناك منحنى عاصفة في البحر أو تجعل من الأرض.

عندما يكون هناك ارتفاع قوي في الضغط العالي، يرتبط في كثير من الأحيان بعجلة شمالية من مجرى الطائرات، ويقع على المحيط الأطلسي، يمكن أن يكون نمطاً محجباً، مما يُجبر على البقاء على مياه المحيط الدافئ لفترات طويلة، حيث يمكن أن يكثفوا، وعلى العكس من ذلك، إذا ضعفت الحافة أو تحولت، فإن هناك طفرة في مجرى الطائرات يمكن أن تصل إلى أسفل، وتمسك بها الساحل الغربي.

على سبيل المثال، موسم الأعاصير المدمر في المحيط الأطلسي لعام 2017 تأثر بشدة بسلسلة من الطائرات الثابتة التي خلقت "تياراً مُرشداً" وجّه (هاريكانز هارفي) و(إرما) و(ماريا) نحو منطقة البحر الكاريبي والولايات المتحدة، وعلى النقيض من ذلك، فإن عواصفاً كثيرة في موسم هادئ تتكد إلى البحر ببساطة، مسترشدة بنم مجرى الطائرات النفاة.

شرار الرياح وطول الأعصار

إن مجرى الطائرات لا يُوجّه الأعاصير فحسب، بل يمكن أن يُمزقها أيضاً، فالرياح القوية من المستوى الأعلى تُخلق مصاريف رياح، وهو التغير في سرعة الرياح أو الاتجاه مع ارتفاع، ويحتاج الراكون إلى بيئة منخفضة القلب للحفاظ على هيكلهم الرأسي المتناظر، وعندما ينتقل الإعصار تحت الرياح القوية لتدفق الطائرات، فإن القصف يمكن أن يُضعف هيكل العاصفة، ويُعطل المحرك.

ولهذا السبب تضعف الأعاصير بسرعة عندما تقترب من ساحل الولايات المتحدة إذا ما تهب مجرى الطائرات باتجاه الجنوب، ولكن هناك أرض متوسطة خطيرة: يمكن أن تساعد القذيفة المتوسطة في بعض الأحيان على تنظيم الأعاصير إذا ما منعت العاصفة من أن تصبح متقلبة، ولكن القذيفة القوية ستضعفها دائما تقريبا، ويراقب المفترسون موقف تيار الطائرات بعناية للتنبؤ بما إذا كانت العاصفة ستزداد حدة أو تنهار قبل هبوطها.

For a deep explanation of the physics linking the jet stream andعاصير activity, the National Weather Service provides excellent resources on upper-air patterns and tropical cyclone behavior.

The Jet Stream and Tornado Formation

مهندس العواصف الرعدية

وفي حين أن مجرى الطائرات كثيرا ما يرتبط بالعواصف الشتوية، فإنه عنصر حاسم في تطوير عواصف الرعد الشديد والعواصف العاصفية، لا سيما خلال الربيع والصيف المبكر في الولايات المتحدة، وتشمل الظروف الجوية القاسية الكلاسيكية سلسلة من الطائرات النفاثة من الجنوب إلى الجنوب على الأجزاء الوسطى والشرقية من البلد، مقترنة بالهواء الدافئ الذي يتدفق شمالا من خليج المكسيك.

وهذا الخلط يخلق عدم استقرار شديد، فالتدفق الذي يصعد ويرغم الهواء السطحي الدافئ على الارتفاع بسرعة، والتناقض بين الهواء الدافئ والرطب قرب السطح والهواء الجاف البارد في الغلاف الجوي العلوي يخلق عمودا طويلا متقلبا من الهواء قادر على إنتاج عواصف الرعد.

Wind Shear and Tornado Genesis

تُشكل الأعاصير عندما تُحدث مصاريف الرياح في الغلاف الجوي الأدنى أثراً أفقياً في العمود الفقري يُصبح مُلتفَسَاً من خلال مُسَحَة عاصفة رعدية، وتُموّل الطائرات الكثير من المصاريف العليا التي هي أساسية لهذه العملية، وعندما يكون مجرى الطائرات مُقَوَّلاً إلى الغرب من المنطقة العاصففة، فإنها تُهيئ بيئة مواتية لتناوب المُ المُها.

إن سرعة الرياح داخل مجرى الطائرات المتحركة والتغيرات الاتجاهية للرياح ذات الطول هي أمور هامة في آن واحد، وكثيرا ما يبرز تفشي الأعاصير التقليدية تدفقا للطائرات ذات المستوى المنخفض (وهي الرياح أقرب إلى الأرض) وتدفقا للطائرات على أعلى مستوى، بحيث تتحول الرياح إلى تسارع مختلف، وتولد التهاب، وتزيد قيم التذبذبذبية من احتمال حدوث إعصار في شكلها وتصبح عنيفة.

"الطوابق المتاخمة و الشوارع البحرية"

إن موقع تيار الطائرات يتحول شمالاً عبر الربيع، وفي بداية الموسم، أصبح الطقس الحاد أكثر شيوعاً في الجنوب والجنوب الشرقي، حيث لا يزال تيار الطائرات يتجه جنوباً نسبياً، وفي أواخر الربيع والصيف، يتراجع مسار الطائرات شمالاً، ويتحول نشاط الإعصار إلى البلاستيك الكبير والغرب الأوسط، مما يخلق منطقة تورنادو البشعة.

وعندما يعطل مسار الطائرات أو يغلق، يمكن أن يؤدي إلى تفشي موجات الطقس الشديدة التي تصيب المنطقة نفسها مراراً وتكراراً، واتسمت الدراسة العليا لعام 2011 والاختراقات الكبرى لعام 1974 بنمط قوي ثابت تقريباً من مسار الطائرات، يضخ باستمرار عدم الاستقرار في نفس المناطق.

Derechos and the Jet Stream

كما يؤدي تيار الطائرات دوراً في تطوير حقوق الإنسان، وهي عواصف رياحية واسعة الانتشار وطويلة الأمد ترتبط بفرقة من الدشات السريعة الحركة أو العواصف الرعدية، وكثيراً ما تشكل القوانين على طول الطرف الشمالي من مسار طائرة قوية، حيث تكون الرياح على مستوى عال سريعة بشكل خاص، ويدخل نظام العواصف في هذه الرياح القوية، ويهبط بها إلى السطح ويتسبب في أضرار واسعة النطاق عبر مئات الأميال.

الأثر على العواصف النانوية وذر الشتاء

القطب الشمالي الجوي والطائرات القطبية

إن العلاقة بين تيار الطائرات وعواصف الشتاء مباشرة ومثيرة، وعندما يغمر تيار الطائرات القطبية جنوبا، فإنها تعمل كحزام نقل، وتسحب هواء المنطقة القطبية المتجمدة في عمق خطوط العرض الوسطى، وتصطدم هذه التصادمات الهوائية الباردة بهواء أكثر دفئا، ورطوبة من خليج المكسيك أو المحيط الأطلسي، مما يخلق درجة الحرارة اللازمة للثلج الثقيل.

إن أهم عواصف الثلج في شرق الولايات المتحدة، التي تسمى نوراسترز، هي منتجات هذا التفاعل، وهذه العواصف تُشكل على طول الساحل الشرقي عندما يتفاعل مجرى الطائرات مع المياه الدافئة لخط الخليج، ويخلق نظاما قويا منخفض الضغط يغذي على تناقض درجات الحرارة، ويحدد موقع تيار الطائرات ما إذا كانت مدينة مثل بوسطن تُمطر، أو بضع بوصات من الثلج، أو بزرقبة.

السرعة والمدة

كما أن سرعة تدفق الطائرات تتحكم في طول عاصفة الشتاء، ويمكن أن يسرع تدفق الطائرات بسرعة في تخطي المنطقة، مما يؤدي إلى انفجار حاد من الثلج يليه إزالة المياه، ولكن تدفق الطائرات المتحركة البطيئة أو المسدودة قد يسبب عاصفة لتعطل، ويرمي الثلج الثقيل على نفس المنطقة لمدة تتراوح بين 24 و 48 ساعة أو أكثر.

بحيرة غطّي ثلج الشمس

ويؤثر تيار الطائرات على الجليد الذي يصيب البحيرة أيضا، وعندما يتجه تيار الطائرات إلى شمال البحيرات الكبرى، فإنه يجلب الهواء البارد والجاف عبر مياه البحيرات الدافئ نسبيا، ويتسبب فرق الحرارة في التهرب الشديد وتكوين السحاب، مما يؤدي إلى تضييق نطاق الثلج الثقيل في أسفل البحيرات، ويحدّد اتجاه الرياح المحدد الذي يسيطر عليه تيار الطائرات، المجتمعات التي تدفن تحت أقدام الثلج.

A detailed look at how the jet stream responds to larger climate patterns like El Niño and La Niña] can help winter predicters whether an entire season will be snowy or mild for a given region.

Other Severe Weather Connections

الفيضانات والأنهار الجوية

إن مجرى الطائرات هو المحرك الرئيسي للأنهار الجوية، التي هي مجموعات ضيقة من الرطوبة المركزة التي تنقل كميات كبيرة من بخار المياه من المناطق المدارية إلى خطوط العرض الوسطى، وعندما يهطل نهر الغلاف الجوي على منطقة بسبب تيار طائرة مقفل، يمكن أن ينتج سقوط الأمطار الشديد وفيضانات كارثية، ويسمى الساحل الغربي للولايات المتحدة معرضة للخطر بوجه خاص.

موقع تيار الطائرات يحدد ما إذا كانت الأنهار الجوية تضرب كاليفورنيا أوريغون أو واشنطن، ومن المتوقع أن يزيد تغير المناخ من كثافة هذه الأحداث، حيث أن الجو الأكثر دفئاً يمكن أن يكون أكثر رطوبة، والتحولات في مجرى الطائرات يمكن أن تسبب لهم في مناطق مختلفة.

الجفاف وواح الغطس

وعندما يغلق مجرى الطائرات على نمط ثابت من التلال، يمكن أن يخلق موجات حرارية طويلة الأمد وجفافا، كما أن الحافة تعمل كقبعة من الضغط العالي التي تحط من العواصف بعيدا عن المنطقة، مما يؤدي إلى سماء واضحة وتدفئة شمسية حادة، وقليلا إلى عدم حدوث أي تهطال، وقد عُزيت موجة الحرارة الشمالية الغربية من المحيط الهادئ البالغ عددها 2021 إلى ارتفاع حاد في مجرى الطائرات المطير الذي علق في المنطقة.

وعلى العكس من ذلك، يمكن أن يجلب التعثر المستمر جولات من الأمطار والطقس المبرد، مما يؤدي أحيانا إلى الفيضانات أو تأخير مواسم النمو، كما حدث في معظم أنحاء أوروبا خلال صيف عام 2023، وهكذا يعمل تدفق الطائرات كمفتاح رئيسي، ويصطدم بين نظم الطقس المختلفة التي يمكن أن تستمر لأسابيع.

Climate Change and the Jet Stream

Warming Arctic and Weakening Gradients

ومن أهم مواضيع البحث الحالية كيفية تغير المناخ في مسار الطائرات، حيث تدفئ القطب الشمالي بمعدل أسرع من المتوسط العالمي بأربع مرات، وهي ظاهرة معروفة بتضخم القطب الشمالي، ومع انخفاض درجة الحرارة بين القطب الشمالي وخط العرض المتوسط، يتصور بعض العلماء أن تدفق الطائرات يضعف ويصبح أكثر فأكثر.

ويميل تدفق طائرات مصفحة ذات موجات أكبر من موجات روسبي إلى إنتاج متطرفات أكثر استمراراً، وبدلاً من أن تتحول نظم الطقس بسرعة من الغرب إلى الشرق، فإنها يمكن أن تُعلق في مكانها، مما يؤدي إلى موجات حرارية طويلة، وإلى الجفاف، والفيضانات، والتعويض الباردة، وفي حين أن الآليات الدقيقة لا تزال قيد المناقشة، هناك أدلة متزايدة على أن تغير المناخ يزيد من وتيرة أنماط وقف المناخ التي تغلق على المناخ في أماكنها لفترات طويلة.

مسارات العواصف المتحركة

كما أن كوكباً مشتعلاً يُسبب تدفق الطائرات إلى بعض المناطق، فمع توسع المناطق المدارية، ينتقل مسار الطائرات الفرعية إلى الأعمدة، مما يغير مسارات العواصف، ويمكن أن يؤدي هذا التحول إلى جعل المناطق التي حصلت على الأمطار بصورة موثوقة تاريخياً أكثر جفافاً، بينما تشهد مناطق أخرى زيادة في تواتر العواصف وكثافتها، وهذه التغيرات لها آثار عميقة على الزراعة والإمداد بالمياه والتأهب للكوارث في جميع أنحاء العالم.

إن الآثار المترتبة على الأحوال الجوية القاسية بعيدة المدى، وإذا أصبح تدفق الطائرات أكثر عرضة للحجب، كما يشير بعض البحوث، يمكننا أن نرى المزيد من حوادث سقوط الأمطار، وتفشي الأعاصير الطويلة الأمد، وعواصف الثلج التي تشل المناطق الحضرية الكبرى لأيام، علما بأن فهم هذه الاتجاهات يشكل أولوية بالنسبة للعلماء.

التنبؤ والتأهب

كيف يستخدم علماء الأرصاد الجوية بيانات خط الصواريخ

ويعتمد التنبؤ الحديث بالطقس اعتمادا كبيرا على رصد مسار الطائرات، ويستخدم علماء الالأرصاد الجوية مزيجا من بيانات بالونات الطقسية، وملاحظات السواتل، ونماذج الحاسوب لتتبع مسار الطائرات المتحركة (Tstream)(T)(T)(T)(Te-St)(8217؛ والوضع والسرعة والضخم، وبتحليل هذه الأنماط، يمكنهم التنبؤ بالأحداث الجوية الشديدة التي تصل إلى أسبوع أو أكثر قبل ذلك.

فعلى سبيل المثال، إذا كان من المتوقع أن يتوافق هذا الحشد القوي مع الولايات المتحدة المركزية في الربيع مع ارتفاع عدد رطوبة الخليج قبل ذلك، يمكن للتنبؤات أن تصدر قبلا أياماً طويلة من الرعد، وبالمثل، إذا كان من المتوقع أن تتطور الحافة المسدودة على المحيط الأطلسي، فإن تنبؤات الأعاصير تعلم أن العواصف التي تقترب من الشرق قد تضطر إلى الإضراب عن الأرض.

مسارات عملية

فهم مسار الطائرات يمكن أن يساعد الجمهور على فهم التنبؤات الجوية بشكل أفضل عندما تسمع أن دودة القطب تهب جنوبا، إنها أساسا وصف لـ "جذر عميق في مجرى الطائرات القطبية" هذه المعرفة يمكن أن تساعد الناس على الاستعداد لقطعة باردة، عواصف الثلج، أو تفشي العواصف الرعدية الشديدة.

إن إبقاء مجرى المسابقات المنتظرة من مكتب خدمات الطقس الوطنية المحلي أو من يشاهدون تنبؤات خاصة جديرة بالملاحظة، هو أحد أفضل الطرق للبقاء أمام الطقس الخطير، وإيلاء الاهتمام لطريقة رسم مسار الطائرات على خرائط الطقس؛ وإذا رأيتم تيارا عميقا على منطقتكم، تكونون مستعدين لطقس نشطة، وإذا ما كان الارتفاع القوي يبني ويتوقع الحرارة ويجففف الظروف.

وللنظر في كيفية ربط مسار الطائرات بالأنماط الجوية العالمية، والنظر في استعراض الموارد من UK Met Office on the jet stream]، التي تقدم تفسيرا واضحا للعوامل الرئيسية.

خاتمة

إن مجرى الطائرات أكثر بكثير من مجرد ظاهرة جوية، وهي قوة جوية قوية ترسم سلوك الأعاصير والأعصار والعواصف الجليدية وغيرها من الأحداث الجوية الشديدة، وبفهم كيفية عمل مسار الطائرات، حيث توجد، وكيفية تغيرها، نكتسب القدرة على التنبؤ بالطقس المتطرف والاستجابة بقدر أكبر من التأهب.

وسواء كان يقود إعصارا نحو ساحل الخليج، ويوفر مدفعا للريح اللازمة لتفشي الأعاصير العنيفة، أو يشق هواء المنطقة القطبية الشمالية إلى وسط، فإن مسار الطائرات المتجهة إلى وسط القصة، ومع تطور أنماط المناخ وتدفئته، فإن سلوك هذا التيار الريحي العالي الارتفاع لن يصبح أكثر تبعية للمجتمعات في جميع أنحاء العالم، بل إن البقاء على علم بتدفقات الطقس المتطرف ليس فقط مسألة سلامة عملية.