Comprendere il motore ad alta quota del tempo nordamericano

Quando i meteorologi parlano delle forze che modellano il tempo quotidiano attraverso gli Stati Uniti e il Canada, una caratteristica sale costantemente alla cima: il flusso di getto. Questa stretta, rapida corrente d'aria, tipicamente si trova tra 9 e 16 chilometri (30.000 a 50.000 piedi) sopra la superficie della Terra, agisce come un confine dinamico tra l'aria polare fredda e l'aria subtropicale più calda.

Il flusso di getto non è un fiume continuo di vento ma piuttosto una serie di correnti interconnesse che possono dividersi, fondersi e meandri in onde vaste. Queste onde, note come onde Rossby, possono essere bloccate per giorni o addirittura settimane, creando prolungati incantesimi di calore, freddo, pioggia o siccità.

Cosa è esattamente il Jet Stream?

Il flusso di getto si forma a causa di un principio fondamentale: l'aria si sposta da aree di alta pressione a bassa pressione e le differenze di temperatura creano quei gradienti di pressione. A metà latitudini, il confine tra i tropici caldi e la regione polare fredda è acuto. L'atmosfera tenta di bilanciare questo contrasto, producendo una forte, concentrata corrente di vento al tropopause - il confine tra la troposfera e la stratosfera.

In ogni emisfero ci sono due grandi correnti d'acqua: il jet polare e il jet subtropicale. Il jet polare, che colpisce maggiormente il tempo nordamericano, si trova più vicino al polo, mentre il getto subtropicale si trova a latitudini inferiori. Questi due getti possono fondersi, dividere o interagire in modi che producono risultati meteo complessi.

Il flusso di getto non è stazionario. Si sposta a nord in estate come la regione polare si riscalda, permettendo ai sistemi subtropicali ad alta pressione di espandersi. In inverno, il flusso di getto si muove verso sud, portando aria fredda artica all'interno dell'oceano. Queste migrazioni stagionali sono prevedibili in ampi tratti, ma variazioni di giorno per giorno - guidate da fattori come le temperature oceaniche, la copertura di neve e i modelli di blocco atmosferico - possono produrre significative deviazioni.

Come il Jet Stream guida modelli meteo nordamericani

Il Meccanismo di Volante per le Tempeste

I sistemi meteorologici di superficie, come i centri di bassa pressione, i fronti freddi e i fronti caldi, sono essenzialmente guidati dal flusso di getto. Un sistema a bassa pressione che si forma vicino alle Montagne Rocciose o lungo la costa del Golfo tipicamente seguirà il percorso del flusso di getto. Se il flusso di getto è zonale (diritto da ovest a est), le tempeste si muovono rapidamente e passano senza indugia.

Questo effetto sterzo è particolarmente evidente durante i mesi invernali. La “corsa di tempesta” attraverso l’Oceano Pacifico è determinata dalla posizione del torrente jet. Quando il getto è forte e diretto verso il Nord-Ovest del Pacifico, una serie di fiumi atmosferici può sbattere nella costa, causando inondazioni e neve pesante. Quando il getto è più debole o spostato verso sud, la California può sperimentare la siccità mentre gli Stati Uniti orientali vengono martellati da nè.

Regolamento di temperatura e rimbalzi di massa dell'aria

Il flusso di getto separa l'aria polare fredda e densa dall'aria tropicale calda e umida. La posizione precisa di questo confine determina se una città gode di temperature miti o soffre di un congelamento. Ad esempio, se il flusso di getto si immerge verso sud rispetto agli Stati Uniti centrali, le città da Denver a Chicago possono sperimentare focolai artici con temperature che scendono 20-30°C sotto la norma.

Questi contrasti di massa aerea sono particolarmente importanti per ] il tempo]. La forte cesoia del vento associata al flusso di getto—cambiamenti in velocità del vento e direzione con altezza—può creare condizioni ideali per l'organizzazione di temporali. Durante la primavera, quando il flusso di getto è ancora forte, ma il Golfo del Messico sta scaldando, la collisione di masse d'aria contrastanti lungo il problema del jet monitora

Maiusc e impatti regionali

Inverno: la migrazione verso sud

Da fine novembre a marzo, il flusso polare del getto si sposta verso sud, a volte immergendosi fino alla costa del Golfo o al nord del Messico. Questa migrazione verso sud porta aria fredda, neve e ghiaccio a grandi porzioni del Nord America. La velocità del flusso del getto aumenta anche a causa del maggiore contrasto di temperatura tra l'Artico e le latitudini inferiori.

Un esempio classico è la tempesta invernale del 2021 di febbraio che ha fatto cadere il Texas. Un profondo tuffo a sud nel flusso di getto ha permesso all'aria artica di passare fino al Golfo, causando temperature a Houston e Dallas cadere ben sotto il congelamento per giorni. Il flusso di getto non solo ha consegnato l'aria fredda, ma ha anche aiutato a far girare una superficie bassa che ha prodotto neve e ghiaccio attraverso le Pianure meridionali.

Estate: il ritiro a nord

In estate il getto polare si indebolisce e si ritira verso il Canada. Questo permette all’Altissimo Bermuda (un sistema semipermanente ad alta pressione subtropicale) di espandersi verso ovest, portando condizioni calde e umide agli Stati Uniti orientali. I Thunderstorm e i sistemi tropicali diventano i principali produttori di tempo. La posizione estiva del flusso di getto spesso imposta una cresta sugli Stati Uniti occidentali, portando a prolungate onde di calore e siccità, mentre una tempesta più fresca nell’est può

Tuttavia, anche in estate, il flusso di getto può prendere strade insolite. Una cresta persistente sul nord-ovest del Pacifico in giugno e luglio 2021 ha portato ad un'onda di calore senza precedenti che ha frantumato record, con temperature a Portland, Oregon, raggiungendo 47°C (116°F).

Esempi regionali: East vs. West Coasts

La costa occidentale è fortemente influenzata dalla posizione del flusso di getto in inverno perché dirige la pista di tempesta del Pacifico bagnato. Una cresta persistente può produrre siccità in California e nel sud-ovest, mentre un trogolo porta inondazioni. La costa orientale, al contrario, sperimenta una più ampia varietà di impatti legati al getto a monte a causa del flusso del Golfo e delle montagne Appalache.

Il Jet Stream e gli eventi meteorologici estremi

Fiumi atmosferici

I fiumi atmosferici (AR) sono corridoi stretti di trasporto intenso del vapore acqueo che spesso ruotano sul bordo del flusso del getto. Quando il getto punta direttamente sulla costa occidentale, può toccare in umidità tropicale vicino alle Hawaii e fornire pioggia torrenziale e neve pesante alla California e al nord-ovest del Pacifico. Un forte AR può cadere oltre 500 millimetri di pioggia in pochi giorni, causando frane, inondazioni e enorme accumulo di neve nella risorsa di Sierra Nevada.

Gli uragani e l’influenza dello sterzo del Jet Stream

Anche gli uragani, cicloni tropicali che si formano a sud del flusso del jet, possono essere colpiti dalla sua posizione e forza. Poiché un uragano si sposta a nord dall’Atlantico tropicale o dal Golfo del Messico, può incontrare il flusso del jet, che può accelerare la tempesta verso est (risparmio della costa) o guidarla in terra. Il flusso del jet produce anche la trazione del vento, che può interrompere una struttura di lacrime di uragano.

Bombogenesi tempesta invernale

I “cicloni di bum” si verificano quando la pressione centrale di una tempesta scende rapidamente – in modo quasi sempre legato al flusso di getto. Un forte aloft jet può esportare la massa dalla colonna sopra un basso di superficie, causando la pressione a precipitare. La tempesta risultante può produrre venti di uragano-forza, condizioni di blizzard e consiglieri costieri.

Cambiamento climatico e Jet Stream

Un Warming Arctic e Wavier Patterns

Uno dei settori più attivi della ricerca nella scienza del clima è il riscaldamento globale che colpisce il flusso del getto. L'Artico sta riscaldando a due o tre volte la media globale - un fenomeno noto come amplificazione artica. Questo riduce la differenza di temperatura tra l'Artico e le latitudini medie, che possono indebolire il flusso del getto e renderlo più incline a grandi meandri (modelli ondulati).

Quando le onde del getto diventano “sconvolte” o risonanti, un modello meteo può rimanere per settimane. Questo bloccaggio è stato osservato durante l’onda di calore estiva 2018 in Europa e l’onda di calore del 2021 Nord America. Sebbene le prove siano ancora in evoluzione, il collegamento tra un rapido riscaldamento Artico e un flusso di getto più erratico è una preoccupazione importante per gli scenari climatici futuri.

Impatti su Snowpack e risorse idriche

La posizione del getto determina quanto nevica nelle catene montuose occidentali durante l’inverno. Un jet a sud porta più neve alla Sierra Nevada e alle Rockies, mentre uno spostamento a nord riduce il snowpack. Con il cambiamento climatico, la posizione invernale del getto può passare a nord in media, ma con una maggiore variabilità annuale-anno.

Ricerca e monitoraggio futuri

Gli scienziati stanno implementando più palloncini meteorologici, osservazioni satellitari e modelli di supercomputer per comprendere meglio il comportamento del getto. L'uso di machine learning per identificare i modelli nei dati storici è anche in crescita. L'obiettivo è quello di migliorare le previsioni di media gamma (3-14 giorni) e di anticipare quando il flusso di getto sarà bloccato o amplificato.

Osservare e prevedere la Jet Stream

Fonti di dati

I meteorologi tracciano il flusso del getto attraverso una combinazione di osservazioni e modelli numerici.

  • Paloncini di coppia (rawinsondes)[] lanciati due volte al giorno da centinaia di stazioni in tutto il Nord America.Queste misurano velocità del vento, direzione, temperatura e umidità a diverse altitudini, campionando direttamente il flusso del getto.
  • Venti derivati dal satellite [] dai satelliti geostazionari che tracciano il movimento del cloud, che offrono una visione continua e ampia della posizione e della forza del flusso del getto.
  • rapporti aerei[[]] da voli commerciali che incontrano forti ventilatori o ventola, fornendo dati in tempo reale sulla base della verità.
  • Modelli di previsione meteorologica numerica[[[] come il Global Forecast System (GFS) e il Centro Europeo per le Previsioni meteorologiche a medio raggio (ECMWF) che simulano il flusso di getto basato sulle equazioni fisiche.

Leggere le mappe meteo

Su una tipica carta a livello di pressione da 500 mm (circa 5,6 km di altitudine), il flusso di getto è indicato da linee di contorno di altezza ben imballate. Più vicino le linee, più forte il vento. I programmatori cercano “torughs” (dips di sud) e “ridges” (diverse rigonfie) per anticipare i cambiamenti climatici. La posizione del flusso di getto aiuta anche a delineare il limite delle regioni di neve più facili.

Per coloro che sono interessati al monitoraggio quotidiano, NOAA JetStream Online School[] offre un tutorial dettagliato sull'interpretazione delle mappe dell'aria superiore. Capire il ruolo del flusso di getto è il primo passo verso la comprensione del perché il tempo di oggi è soleggiato e mite, mentre la prossima settimana potrebbe portare una blizzard o un'onda di calore.

Conclusioni

Il getto è molto più di un concetto tecnico studiato dai meteorologi, è il principale driver della variabilità del tempo del Nord America. Dai frati focolai Arttici che discendono sulle Pianure alle creste estive che cottono la costa occidentale, il flusso di getto detta il movimento e l'intensità delle masse aeree. La sua posizione influenza tutto dalle fluttuazioni di temperatura quotidiane ai binari dei flussi meteorologici caldi e la gravità delle tempeste invernali.