إن التداول في الغلاف الجوي هو المحرك الكواكبي الذي يعيد توزيع الحرارة والرطوبة، ويخلق المناطق المناخية والأنماط الجوية التي تحدد بيئتنا، وفي هذا النظام المعقد، يعمل مجرى الطائرات المتجهة كآلية للرقابة الأولية، وهو تيار ضيق وسريع من الهواء في الغلاف الجوي العلوي، مما يؤثر على كل شيء من مسار عاصفة الشتاء إلى مسار موجة حرارية صيفية.

ما هو "الخط المتحرك"؟

ويعرف مجرى الطائرات عموما على أنه شريط من الرياح القوية، يتجاوز عادة ٥٠ عقدة )حوالي ٩٠ كيلومترا/ساعة( وكثيرا ما يصل إلى سرعة يتراوح بين ١٥٠ و ٢٥٠ عقدة )٢٨٠ و ٤٦٠ كيلومترا/ساعة(، تقع بالقرب من الغلاف الجوي الستروبي والغلاف السترات، ويصبح عرضه ضيقا نسبيا، ويصل عادة إلى بضع مئات من الكيلومترات، بينما يبلغ عمقه العمودي بضعة كيلومترات.

إن السمة الرئيسية لتدفق الطائرات هي طريقها المُتعاطى عبر العالم، حيث تُعرف موجات روسبي، وتُنشر هذه الموجات غرباً، مقارنةً بالتدفقات المتوسطة، وتُحمل شرقاً بالطائرة نفسها، ويمكن أن تتباين موجة هذه الموجات تبايناً كبيراً، وعندما تكون الموجات صغيرة، تتدفق الطائرات العمودية في نمط ثابت نسبياً، وثابتة، مما يؤدي إلى مزيد من التسلسلات الجوية.

آليات التشكيل

والعامل الأساسي في تدفق الطائرات هو علاقة الرياح الحرارية، وبعبارات بسيطة، تولد الرياح من فروق في الضغط، وتنشأ الاختلافات في الضغط بسبب درجات الحرارة، ويزداد تناقض درجة الحرارة عبر مسافة أفقية، ويزداد قوة الرياح الناتجة، وفي الغلاف الجوي يتضخم هذا الأثر بدرجة عالية.

العلاقة الحرارية

إن ارتفاع درجة الحرارة بين الهواء القطبي البارد والهواء المتوسط المدى يزيد من ارتفاع الضغط، وقرب السطح، يكون الفرق في الضغط صغيرا نسبيا، ولكن في الغلاف الجوي العلوي يصبح هذا الفرق هائلا، ويتغير في ضوء تأثير كوريوليس، وينتج عن هذا الريح الحراري ارتفاعا قويا، وتدفقا هائلا من مجرى الهواء القطبي، ولكن الضغط الأفقي الحقيقي لا يختلف.

دور تأثير كوريوليس

بدون تناوب الأرض، التداول العالمي سيكون خلية مُريحة بسيطة في كل نصف الكرة الأرضية، تأثير كوريوليس يُحرّك الهواء إلى اليمين في نصف الكرة الشمالي، و إلى اليسار في نصف الكرة الجنوبي، وهذا الإنحراف يمنع الهواء من التدفق مباشرة من ضغط مرتفع إلى ضغط منخفض، مما يجعله يتدفق بشكل متوازي إلى الأرض (خطابات الضغط الثابتة)

أنواع أطقم الطائرات

ويقوم أخصائيو الأرصاد الجوية بتصنيف مسارات الطائرات على أساس موقعها وارتفاعها وخصائصها الموسمية، ويؤدي كل نوع دورا متميزا في التداول العالمي.

طائرة نفاثة القطب

هذا هو أكثر مجرى الطائرات النفاثة نشاطاً وجيداً، وهو يتكون على طول الجبهة القطبية، والحدود بين الهواء القطبي البارد والهواء الأوسط الدافئة، الذي يقع عادة بين 30 درجة و60 درجة في نصفي الكرة الأرضية، والطائرة القطبية ترتبط ارتباطاً مباشراً بالطقس السطحي، وتقود أعاصير العمودية المتوسطة وتولد رياحاً قوية.

Subtropical Jet Stream

وترتبط الطائرة الفرعية التي تقع بالقرب من خط العرض ٣٠ درجة وبارتفاع أعلى قليلا من الطائرة القطبية بفرع الهضبة الهادي، وهي أضعف وأكثر استمرارا من الطائرة القطبية، وكثيرا ما تدمج مع الطائرة القطبية في المناطق التي يتعزز فيها معدل درجات الحرارة، مما يؤدي إلى تدفق طائرة مدمجة في الشتاء بشكل استثنائي.

طائرة شرقية الاستوائية

وعلى عكس الطائرات العمودية والطائرات شبه المدارية، تتدفق طائرة التايستريلي الاستوائية من الشرق إلى الغرب، وهي تُشكِّل خلال الصيف المضلل (حزيران/يونيه إلى أيلول/سبتمبر) على آسيا وأفريقيا، وتقودها شبكة " تي جي " إلى تناقض حرارة قوي بين بطاطة التبت المسخَّنة والمحيط الهندي إلى الجنوب، وتؤدي دوراً هاماً في موسم آسيا، مما يساعد على تداول الأمطار الغزيرة.

طائرة ليلة القطب

ويقع هذا المجرى في الغلاف الجوي على ارتفاع يتراوح بين 20 و 50 كيلومتراً، ويتكون من القطب خلال أشهر الشتاء، ويقوده التبريد الشديد للمنطقة القطبية خلال الليل القطبي الطويل، الذي يخلق درجة حرارة قوية بين القطب والخط العرضي، ويرتبط قوة واستقرار جبال الليل القطبي ارتباطاً مباشراً بالعجلة القطبية المتطايرة.

العوامل التي تؤثر على خط الجبت

إن مسار الطائرات المتحركة سمة دينامية يسيطر عليها موقعها وقوامها عدد من العوامل المتفاعلة، وهذه العوامل تعمل على أساس يومي وموسمي وعلى فترات زمنية مشتركة بين السنوات.

Seasonal Shifts

مع مرور الشمس مباشرة بين مجرى السرطان و منطقة كابريكورن تتحول حركة العالم بأكملها في صيف نصف الكرة الأرضية، تيار الطائرات أضعف عموماً و القطبية، وفي الشتاء، يقوي ويتحول نحو خط الاستواء، وهذه الهجرة الموسمية مسؤولة عن الأنماط المناخية المتميزة لمواسم مختلفة.

توزيع الأراضي والتصوير الأورمي

هذه التفاضلية تنمو بسرعة أكبر من المحيطات، وهذا الفرق يخلق تغيرات طويلة في درجة الحرارة، مما يتسبب في تيار الطائرات لتكثيفها على الساحل الشرقي للقارات في الشتاء ويضعف على المحيطات، وتولد الجبال الكبيرة مثل جبال الروك وبطولة التبت حواجز مادية تعطل تدفقها،

Climate Oscillations

وتؤثر الاتصالات الهاتفية مثل التذبذب الجنوبي النينيو، والهيكل القطبي الشمالي تأثيرا قويا على مجرى الطائرات، وفي حالة النينيو، كثيرا ما يتم تعزيز تيار الطائرات المتجهة إلى الجنوب وتوسيعه شرقا، مما يؤدي إلى زيادة العواصف في الولايات المتحدة الجنوبية، وفي أثناء فترة لا نينيا، يُعدّ تيار الطائرات المتجهة نحو إحداث تغيير أكبر.

Impact on Weather and Climate

إن مجرى الطائرات هو عجلة القيادة لنظم الطقس في وسط خطوط العرض، حيث يحدد موقعها وقوامها نوع الطقس الذي يمر عبر مناطق كبيرة من العالم.

Storm Tracks and Cyclogenesis

إنّها تُشكّلُ أعوادَ خارج الأرض على طول الجبهة القطبية، مُتَجَّدَة بدرجات الحرارةِ القويةِ التي تَقْوُّلُ أيضاً مجرى الطائرات، تَدْرسُ تيارَ الطائرةَ هذه العواصفِ على طول مسارِها، المعروف بـ "مسار العواصف"

Blocking Patterns and Extreme Weather

عندما يكبر تدفق الطائرات كثيراً بموجات روسبي الكبيرة الحجم يمكن أن يقطع نظام الضغط العالي عن التدفق الرئيسي، وهذا يخلق نمطاً مقفلاً لا يزال ثابتاً تقريباً لأيام أو أسابيع، والحواجز تسبب عطل نظم الطقس، مما يؤدي إلى ظروف طويلة، والموجة الحرارية الأوروبية لعام 2003 والموجة الحرارية الروسية لعام 2010 ترتبطان بأنماط القفل المستمرة في مسار الفيضان.

اختلالات القطب

دوامة القطب هي منطقة كبيرة من الضغط المنخفض والهواء البارد التي تدور في الستراتوسفير على القطب الشمالي، إن مجرى الطائرات هو أساساً الطرف الأقل مستوى من هذه الدوافع، عندما يكون دودة القطب قوية، فإن مجرى الطائرات هو عادة قوي وزاوية، عندما يُعطل دوامة القطب ويُضعف من جراء "مسار العجلات القطبية"

طراز جيت سترام والطيران

وتؤثر مجرى الطائرات النفاثة تأثيرا مباشرا واقتصاديا على الطيران، وتخطط شركات الطيران التابعة لها بعناية لطرقها للاستفادة من مجرى الطائرات، ويمكن أن تكون الرحلة من نيويورك إلى لندن التي تطير شرقا مع مجرى الطائرات أكثر من ساعة طيران العودة من لندن إلى نيويورك، الذي يجب أن يحارب الريح الأمامي، ويعرف هذا بميزة " غرب إلى الشرق " .

Climate Change and the Jet Stream

ويبحث علماء المناخ بنشاط كيف أن الاحترار العالمي يغير سلوك مسار الطائرات، وهذه التغييرات المحتملة لها آثار خطيرة على أنماط الطقس في المستقبل وعلى الأحداث المتطرفة.

عمليات التضخيم في المنطقة القطبية الشمالية

وتسخن المنطقة القطبية الشمالية أكثر من ضعف المتوسط العالمي، وهي ظاهرة معروفة بحجم التضخُّم القطبي، مما يقلل درجة الحرارة العامة بين القطب وخط الاستواء، ولأن علاقة الرياح الحرارية تربط قوة مجرى الطائرات مباشرة بهذا التدرج الحراري، فمن المتوقع أن تضعف منطقة القطب الشمالي التدفق البشع لتدفق الطائرات القطبية القطبية (الفرنك)().

"وافير جات ستريم"

ويقترح بعض العلماء أن يكون لتدفق الطائرات المهددة موجات أكبر من موجات روسبي، ويمكن أن تصبح هذه الأمواج " مُضبّلة " ، مما يؤدي إلى أنماط أكثر تواترا واستمرارا لحجبها، مما يزيد من مدة الأحداث الجوية، مما يجعل الموجات الحرارية أكثر كثافة، ويزداد فيضاناتها حدة، ويعاني الجفاف من فترات أطول، بينما يشكل هذا مجالا نشطا من مجالات البحث، والصلة المحتملة بين فقدان الجليد البحري في القطب الشمالي وتدفقه الرئيسي.

Poleward Migration

ويُتوقع باستمرار أن تتحول مسارات الطائرات في نصفي الكرة الأرضية إلى القطبين، حيث أن هذه الهجرة القطبية ترتبط بتوسيع خلية هادلي، كما أن التحول القطبي في مسار الطائرات المتجهة إلى الغلاف الجوي سيغير مسارات عواصف وسط البحر، مما قد يؤدي إلى الجفاف في المناطق التي تعتمد حاليا على سقوط الأمطار في الشتاء، مثل البحر الأبيض المتوسط وكاليفورنيا وجنوب أستراليا.

خاتمة

إن مجرى الطائرات هو عنصر أساسي في نظام التداول الجوي للأرض، ودينامياته، التي تحكمها علاقة الرياح الحرارية وتأثير كوريوليس، تربط اختلالات الطاقة في الكوكب بالطقس التي نشهدها على السطح، ومن توجيه تطوير التيار إلى قيادة النقل العالمي لكتلة الهواء، فإن مسار الطائرات المتحركة هو قوة قوية في الجغرافيا المادية.