Bugün öğrendim ki: Japon meteorolog Wasaburo Oishi'nin atmosferdeki jet akımlarını keşfeden ilk kişi olduğu, ancak bu keşfin, yapay bir dil olan Esperanto'da yayınlaması nedeniyle, kendi ülkesi dışında büyük ölçüde tanınmadığı belirtilmektedir.

---

Hızlı akan atmosferik hava akımı

Diğer kullanımlar için Jet akımı (anlam ayrımı) sayfasına bakınız.

Jet (akışkan) ile karıştırılmamalıdır.

Jet akımları, atmosferde hızlı akan, dar hava akımlarıdır.[1] Bir telekonneksiyonun fiziksel mekanizmasıdır. Ana karasal jet akımları, tropopoz irtifasına yakın bir konumda bulunur ve batıdan doğuya doğru esen batı rüzgarlarıdır. Kuzey Yarımküre ve Güney Yarımküre'nin her birinde, deniz seviyesinden yaklaşık 30.000 fit (5,7 mil; 9,1 km) yükseklikte ve genellikle saatte yaklaşık 110 mil (180 km/sa) hızla, ancak sıklıkla çok daha hızlı hareket eden, kendi kutupsal girdaplarının etrafında dönen bir kutupsal jet akımı bulunur.[2] Ekvatora daha yakın, biraz daha yüksek ve biraz daha zayıf olan ise subtropikal jettir.[2]

Kuzey kutupsal jeti, Kuzey Amerika, Avrupa ve Asya'nın orta ve kuzey enlemleri ile aralarındaki okyanuslar üzerinde eserken, güney yarımküre kutupsal jeti çoğunlukla Antarktika'nın çevresinde döner.[3] Jet akımları başlayabilir, durabilir, iki veya daha fazla parçaya bölünebilir, tek bir akımda birleşebilir veya jetin geri kalanının yönünün tersi dahil olmak üzere çeşitli yönlerde akabilir.[4]

El Niño-Güney Salınımı, jet akımlarının konumunu etkiler; bu da tropikal Pasifik Okyanusu üzerindeki hava durumunu, tropik ve subtropik bölgelerin çoğunun iklimini etkiler ve daha yüksek enlemlerdeki bölgelerde hava durumunu etkileyebilir. "Jet akımı" terimi, atmosferin farklı seviyelerindeki diğer bazı rüzgarlar için de kullanılır; bazıları küreseldir (daha yüksek seviyeli kutupsal gece jeti gibi), bazıları ise yereldir (Afrika doğu jeti gibi). Meteorologlar, bazı jet akımlarının konumunu hava tahminlerinde yardımcı olarak kullanırlar. Havayolları, uçuş sürelerini ve yakıt tüketimini azaltmak için bunlardan yararlanır. Bilim insanları, jet akımlarının güç üretimi için kullanılıp kullanılamayacağını düşünmüşlerdir. İkinci Dünya Savaşı'nda Japonlar, Kuzey Amerika'ya küçük saldırılar düzenlemek amacıyla Fu-Go balon bombalarını Pasifik Okyanusu üzerinden taşımak için jet akımını kullanmışlardır.

Jet akımları Venüs, Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün atmosferlerinde de tespit edilmiştir.[5]

Keşif

[düzenle]

Bu fenomene dair ilk belirtiler, büyük fırtınaların davranışlarını açıklamak için Amerika Birleşik Devletleri üzerinde batıdan doğuya esen güçlü bir hava akımı hipotezini öne süren Amerikalı profesör Elias Loomis'ten (1811–1889) gelmiştir.[6] 1883'teki Krakatoa yanardağ patlamasından sonra, hava gözlemcileri birkaç yıl boyunca gökyüzü üzerindeki etkileri takip etmiş ve haritalandırmıştır. Bu fenomene "ekvatoral duman akımı" adını vermişlerdir.[7][8] 1920'lerde Japon meteorolog Wasaburo Oishi, Fuji Dağı yakınlarındaki bir alandan jet akımını tespit etmiştir.[9][10] Rüzgar hızı ve yönünü ölçmek için kullanılan pilot balonları ("pibal"), havada yükselirken takip etmiştir.[11] Oishi'nin çalışmaları Esperanto dilinde yayımlandığı için Japonya dışında büyük ölçüde fark edilmemiştir, ancak kronolojik olarak jet akımlarının bilimsel keşfi ona atfedilmelidir. 1933'te dünyayı tek başına dolaşan ilk insan olan Amerikalı pilot Wiley Post (1898–1935), genellikle jet akımlarının keşfiyle ilgili bir pay sahibi olarak görülür. Post, 6.200 metrenin (20.300 fit) üzerinde uçmasını sağlayan basınçlı bir giysi icat etmiştir. Ölümünden önceki yıl, yüksek irtifada kıtalararası uçuş denemeleri yapmış ve zaman zaman yer hızının hava hızını büyük ölçüde aştığını fark etmiştir.[12]

Alman meteorolog Heinrich Seilkopf, 1939'da bu fenomen için Strahlströmung (kelimenin tam anlamıyla "jet akımı") şeklinde özel bir terim türetmekle tanınır.[13][14] Birçok kaynak, jet akımlarının doğasının gerçek anlamda anlaşılmasını, İkinci Dünya Savaşı sırasındaki düzenli ve tekrarlanan uçuş rotalarına bağlar. Pilotlar, örneğin ABD'den Birleşik Krallık'a yapılan uçuşlarda sürekli olarak 160 km/sa'in (100 mph) üzerinde batı yönlü kuyruk rüzgarları fark etmişlerdir.[15] Benzer şekilde 1944'te Guam'daki Reid Bryson dahil bir grup Amerikalı meteorolog, Japonya'yı bombalayan uçakları yavaşlatacak çok yüksek batı rüzgarlarını tahmin etmek için yeterli gözleme sahipti.[16]

Tanım

[düzenle]

Kutupsal ve subtropikal jet akımları iki faktörün ürünüdür: büyük ölçekli kutupsal, Ferrel ve Hadley dolaşım hücrelerini üreten güneş radyasyonuyla atmosferik ısınma ve bu hareket eden kütleler üzerinde etkili olan Coriolis kuvvetinin etkisi. Coriolis kuvveti, gezegenin kendi ekseni etrafındaki dönüşünden kaynaklanır. Kutupsal jet akımı, kutupsal ve Ferrel dolaşım hücrelerinin arayüzü yakınında oluşur; subtropikal jet ise Ferrel ve Hadley dolaşım hücrelerinin sınırı yakınında oluşur.[17]

Kutupsal jet akımları tipik olarak 250 hPa (yaklaşık 1/4 atmosfer) basınç seviyesi veya deniz seviyesinden 30.000 fit (5,7 mil; 9,1 km) yükseklikte bulunurken, daha zayıf olan subtropikal jet akımları biraz daha yüksektedir.[18][2]

Daha düşük irtifada bulunan ve genellikle orta enlemlere sokulan kutupsal jetler, hava durumunu ve havacılığı güçlü bir şekilde etkiler.[19][20] Kutupsal jet akımı en yaygın olarak 30° ve 60° enlemleri arasında (60°'ye daha yakın) bulunurken, subtropikal jet akımları 30. enlem yakınlarında yer alır. Bu iki jet bazı yerlerde ve zamanlarda birleşirken, diğer zamanlarda birbirinden tamamen ayrıdır. Kuzey kutupsal jet akımının, yarımküre ısındıkça yavaşça kuzeye, soğudukça tekrar güneye göç ederken "güneşi takip ettiği" söylenir.[21][22]

Bir jet akımının genişliği tipik olarak birkaç yüz kilometre veya mil, dikey kalınlığı ise genellikle beş kilometreden (16.000 fit) azdır.[23]

Jet akımları tipik olarak uzun mesafeler boyunca süreklidir, ancak süreksizlikler de yaygındır.[24] Jetin yolu tipik olarak kıvrımlı bir şekle sahiptir ve bu kıvrımlar, akış içindeki gerçek rüzgarın hızından daha düşük hızlarda doğuya doğru ilerler. Ayrıca, bu kıvrımlar bölünebilir veya girdaplar oluşturabilir.[25]

Jet akımı içindeki her büyük kıvrım veya dalga, Rossby dalgası (gezegen dalgası) olarak bilinir. Rossby dalgaları, Coriolis etkisinin enleme göre değişmesinden kaynaklanır.[26] Kısa dalga çukurları, Rossby dalgaları üzerinde üst üste binen, 1.000 ila 4.000 kilometre (600–2.500 mil) uzunluğunda, daha küçük ölçekli dalgalardır[27] ve Rossby dalgaları içindeki büyük ölçekli veya uzun dalgalı "sırtlar" ve "çukurlar" etrafındaki akış düzeni boyunca hareket ederler.[28]

Rüzgar hızları, hava kütleleri arasındaki sıcaklık farklarının en büyük olduğu yerlerde en yüksektir ve genellikle 92 km/sa'i (50 kn; 57 mph) aşar.[24] 400 km/sa'lik (220 kn; 250 mph) hızlar ölçülmüştür.[29]

Jet akımı batıdan doğuya doğru hareket ederek hava değişimlerini beraberinde getirir.[30] Jet akımlarının izlediği yol, atmosferin alt seviyelerindeki siklonik fırtına sistemlerini etkiler, bu nedenle rotalarının bilinmesi hava tahmininin önemli bir parçası haline gelmiştir. Örneğin, 2007 ve 2012 yıllarında Britanya, kutupsal jetin yaz boyunca güneyde kalması sonucunda şiddetli seller yaşamıştır.[31][32][33]

Jet akımı, soğuk kutupsal havayı sıcak subtropikal havadan ayıran atmosferik bir sınır görevi görür. İstikrarsızlığı, sert kış hava koşullarına yol açabilen Rossby dalgalarının kıvrılmasıyla karakterize edilir; örneğin, 2026'nın başlarında Kuzey Amerika genelinde aşırı soğuk hava patlaması yaşanmış ve Ontario gibi bölgelerde sıcaklıkların -30 °C'nin (-22 °F) altına düşmesine neden olmuştur.[34] [35]

Neden

[düzenle]

Ayrıca bakınız: Ekstratropikal siklon ve Termal rüzgar

Genel olarak, rüzgarlar tropopozun hemen altında en güçlüdür (hortumlar, tropikal siklonlar veya diğer anormal durumlar sırasındaki yerel durumlar hariç). Farklı sıcaklık veya yoğunluktaki iki hava kütlesi karşılaşırsa, yoğunluk farkının neden olduğu basınç farkı (sonuçta rüzgara neden olan) geçiş bölgesi içinde en yüksek seviyededir. Rüzgar doğrudan sıcak alandan soğuk alana akmaz, ancak Coriolis etkisiyle sapar ve iki hava kütlesinin sınırı boyunca akar.[36]

Tüm bu gerçekler, termal rüzgar ilişkisinin sonuçlarıdır. Dikey yönde bir atmosferik hava parseline etki eden kuvvetlerin dengesi, öncelikle parselin kütlesine etki eden kütleçekim kuvveti ile kaldırma kuvveti veya parselin üst ve alt yüzeyleri arasındaki basınç farkı arasındadır. Bu kuvvetler arasındaki herhangi bir dengesizlik, parselin dengesizlik yönünde ivmelenmesine neden olur: kaldırma kuvveti ağırlığı aşarsa yukarıya, ağırlık kaldırma kuvvetini aşarsa aşağıya doğru. Dikey yöndeki dengeye hidrostatik denir. Tropiklerin ötesinde, baskın kuvvetler yatay yönde etki eder ve temel mücadele Coriolis kuvveti ile basınç gradyanı kuvveti arasındadır. Bu iki kuvvet arasındaki dengeye jeostrofik denir. Hem hidrostatik hem de jeostrofik denge göz önüne alındığında, termal rüzgar ilişkisi türetilebilir: yatay rüzgarın dikey gradyanı, yatay sıcaklık gradyanı ile orantılıdır. Kuzey yarımkürede kuzeyde soğuk ve yoğun, güneyde ise sıcak ve daha az yoğun olan iki hava kütlesi dikey bir sınırla ayrılıyorsa ve bu sınır kaldırılırsa, yoğunluk farkı soğuk hava kütlesinin daha sıcak ve daha az yoğun hava kütlesinin altına kaymasına neden olur. Coriolis etkisi daha sonra kutba doğru hareket eden kütlenin Doğu'ya sapmasına, ekvatora doğru hareket eden kütlenin ise batıya doğru sapmasına neden olacaktır. Atmosferdeki genel eğilim, sıcaklıkların kutup yönünde azalmasıdır. Sonuç olarak, rüzgarlar doğu yönlü bir bileşen geliştirir ve bu bileşen irtifa arttıkça büyür. Bu nedenle, güçlü doğu yönlü hareket eden jet akımları, Ekvator'un kuzey ve güney kutuplarından daha sıcak olması gerçeğinin basit bir sonucudur.[36]

Kutupsal jet akımı

[düzenle]

Termal rüzgar ilişkisi, rüzgarların neden yarımküre genelinde daha geniş bir şekilde dağılmak yerine neden dar jetler halinde organize edildiğini açıklamaz. Konsantre bir kutupsal jetin oluşumuna katkıda bulunan bir faktör, kutupsal cephede daha yoğun kutupsal hava kütlelerinin subtropikal hava kütlelerinin altına girmesidir. Bu, yatay düzlemde keskin bir kuzey-güney (güney-kuzey potansiyel vortisite) basınç gradyanına neden olur; bu etki, çift Rossby dalgası kırılma olayları sırasında en belirgindir.[37] Yüksek irtifalarda sürtünmenin olmaması, havanın kutup üzerinde yüksek irtifada düşük basınçla dik basınç gradyanına özgürce tepki vermesine olanak tanır. Bu, güçlü bir Coriolis sapmasına maruz kalan ve bu nedenle 'yarı-jeostrofik' olarak kabul edilebilen gezegensel rüzgar dolaşımlarının oluşumuyla sonuçlanır. Kutupsal cephe jet akımı, orta enlemlerdeki frontojenez süreciyle yakından bağlantılıdır; çünkü hava akışının hızlanması/yavaşlaması, sırasıyla kutupsal cephe boyunca nispeten dar bir bölgede siklonların ve antisiklonların oluşumuyla bağlantılı olan düşük/yüksek basınç alanlarını tetikler.[24]

Subtropikal jet

[düzenle]

Konsantre bir jete katkıda bulunan ikinci bir faktör, tropikal Hadley hücresinin kutup sınırında oluşan subtropikal jet için daha geçerlidir ve birinci dereceden bu dolaşım boylama göre simetriktir. Tropikal hava tropopoza yükselir ve batmadan önce kutba doğru hareket eder; bu Hadley hücresi dolaşımıdır. Bunu yaparken, yerle sürtünme az olduğundan açısal momentumu koruma eğilimindedir. Kutba doğru hareket etmeye başlayan hava kütleleri Coriolis kuvveti tarafından doğuya doğru saptırılır (her iki yarımküre için de geçerlidir), bu da kutba doğru hareket eden hava için rüzgarların batı yönlü bileşeninin artması anlamına gelir.[38]

Etkiler

[düzenle]

Kasırga koruması

[düzenle]

Orta okyanus üst çukurunun tabanını dönen subtropikal jet akımının, Hawaii Adaları'nın çoğunun yaklaşan uzun Hawaii kasırgaları listesine karşı dirençli olmasının nedenlerinden biri olduğu düşünülmektedir.[39] Örneğin, Kasırga Flossie (2007) yaklaştığında ve karaya ulaşmadan hemen önce dağıldığında, ABD Ulusal Okyanus ve Atmosfer Dairesi (NOAA), fotoğrafta da görüldüğü gibi dikey rüzgar kırılmasını (shear) gerekçe göstermiştir.[39]

Kullanım alanları

[düzenle]

Kuzey kutupsal jet akımı, havacılık ve hava tahmini için en önemli olanıdır; çünkü subtropikal jet akımlarından çok daha güçlüdür ve çok daha düşük irtifadadır, ayrıca kuzey yarımküredeki birçok ülkeyi kapsar.[40] Güney kutupsal jet akımı ise çoğunlukla Antarktika'nın ve bazen Güney Amerika'nın güney ucunun etrafında döner.[41]

Havacılık

[düzenle]

Jet akımının konumu havacılık için önemlidir. Uçak uçuş süresi, akış yönünde veya karşı yönde uçmaktan dramatik bir şekilde etkilenebilir. Havayolları genellikle önemli yakıt maliyeti ve zaman tasarrufu sağlamak için jet akımıyla birlikte uçmaya çalışır.[40][42]

Jet akımının ticari kullanımı, 18 Kasım 1952'de Pan Am'ın Tokyo'dan Honolulu'ya 7.600 metrelik (24.900 fit) irtifada uçmasıyla başladı. Bu, seyahat süresini üçte birden fazla azaltarak 18 saatten 11,5 saate düşürdü.[43]

Kuzey Amerika içinde, uçak jet akımıyla birlikte uçabilirse, kıta genelinde doğuya uçmak için gereken süre yaklaşık 30 dakika azaltılabilir.[44] Atlantik Okyanusu genelinde, Kuzey Atlantik Rotaları hizmeti, havayollarının ve hava trafik kontrolünün havayollarının ve diğer kullanıcıların yararına jet akımına uyum sağlamasına olanak tanır.[45]

Jet akımlarıyla ilişkili olarak, jet akımlarının neden olduğu dikey ve yatay rüzgar kırılmasından kaynaklanan açık hava türbülansı (CAT) olarak bilinen bir fenomen vardır.[46] CAT, jetin soğuk hava tarafında, jet ekseninin yanında ve hemen altında en güçlüdür.[47][48] Açık hava türbülansı, uçakların ani düşüş yaşamasına neden olabilir ve bu nedenle 1997'de United Airlines'ın 826 sefer sayılı uçuşunda bir yolcunun ölümü gibi ölümcül kazalara yol açan bir yolcu güvenliği tehlikesi oluşturur.[49][50] Şubat 2024'ün sonlarında jet akımındaki olağandışı rüzgar hızı, ticari uçakları yere göre 800 mph'in (1.300 km/sa; 700 kn) üzerine itmiştir.[51][52]

Olası gelecekteki güç üretimi

[düzenle]

Ayrıca bakınız: Yüksek irtifa rüzgar gücü

Bilim insanları, jet akımı içindeki rüzgar enerjisinden yararlanmanın yollarını araştırmaktadır. Jet akımındaki potansiyel rüzgar enerjisine ilişkin bir tahmine göre, dünyanın mevcut enerji ihtiyaçlarını karşılamak için sadece yüzde birinin kullanılması yeterli olacaktır. 2000'li yılların sonunda, gerekli teknolojinin geliştirilmesinin 10-20 yıl alacağı tahmin ediliyordu.[53] Jet akımı gücü hakkında birbirinden farklı iki büyük bilimsel makale bulunmaktadır. Archer ve Caldeira,[54] Dünya'nın jet akımlarının toplam 1700 terawatt (TW) güç üretebileceğini ve bu miktarın elde edilmesinin iklimsel etkisinin ihmal edilebilir olacağını iddia etmektedir. Ancak Miller, Gans ve Kleidon,[55] jet akımlarının toplam sadece 7,5 TW güç üretebileceğini ve yenilenebilir enerjiye önemli bir katkı sağlama potansiyeline sahip olmadığını iddia etmektedir.[55]

Güçsüz hava saldırısı

[düzenle]

İkinci Dünya Savaşı'nın sonuna doğru, 1944'ün sonlarından 1945'in başlarına kadar, bir tür yangın balonu olan Japon Fu-Go balon bombası, Kanada ve Amerika Birleşik Devletleri'nin batı kıyısına ulaşmak için Pasifik Okyanusu üzerindeki jet akımını kullanmayı amaçlayan ucuz bir silah olarak tasarlanmıştır. Silah olarak nispeten etkisiz olsalar da, İkinci Dünya Savaşı sırasında Kuzey Amerika'ya yapılan az sayıdaki saldırıdan birinde kullanılmışlar, altı kişinin ölümüne ve küçük bir miktarda hasara neden olmuşlardır.[56] Balonları inceleyen Amerikalı bilim insanları, Japonların biyolojik bir saldırı hazırlığında olabileceğini düşünmüşlerdir.[57]

İklim döngüleri nedeniyle değişiklikler

[düzenle]

ENSO'nun etkileri

[düzenle]

El Niño-Güney Salınımı (ENSO), üst seviye jet akımlarının ortalama konumunu etkiler ve Kuzey Amerika genelinde yağış ve sıcaklıkta döngüsel değişimlere yol açar, ayrıca doğu Pasifik ve Atlantik havzalarındaki tropikal siklon gelişimini etkiler. Pasifik On Yıllık Salınımı ile birlikte ENSO, Avrupa'daki soğuk mevsim yağışlarını da etkileyebilir.[58] ENSO'daki değişiklikler, Güney Amerika üzerindeki jet akımının konumunu da değiştirir; bu da kıta üzerindeki yağış dağılımını kısmen etkiler.[59]

El Niño

[düzenle]

El Niño olayları sırasında, daha güneyli, zonal bir fırtına yolu nedeniyle Kaliforniya'da yağış artışı beklenir.[60] ENSO'nun Niño bölümünde, normalden daha güçlü ve daha güneyli bir kutupsal jet akımı nedeniyle Körfez kıyısı ve Güneydoğu boyunca yağışlar artar.[61] Güney Kayalık Dağları ve Sierra Nevada sıradağları genelinde kar yağışı ortalamanın üzerindedir ve Üst Orta Batı ve Büyük Göller eyaletlerinde normalin oldukça altındadır.[62] Alt 48 eyaletin kuzey kuşağı sonbahar ve kış aylarında normalin üzerinde sıcaklıklar sergilerken, Körfez kıyısı kış mevsiminde normalin altında sıcaklıklar yaşar.[63][64] Kuzey yarımkürenin derin tropikleri üzerindeki subtropikal jet akımı, ekvatoral Pasifik'teki artan konveksiyon nedeniyle güçlenir; bu da Atlantik tropikleri içindeki tropikal siklogenezi normalin altına düşürür ve doğu Pasifik'teki tropikal siklon aktivitesini artırır.[59] Güney yarımkürede, subtropikal jet akımı normal konumunun ekvator tarafına veya kuzeyine kaydırılır, bu da cephe sistemlerini ve gök gürültülü fırtına komplekslerini kıtanın orta kısımlarına ulaşmaktan saptırır.[59]

La Niña

[düzenle]

La Niña sırasında Kuzey Amerika genelinde, daha kuzeyli bir fırtına yolu ve jet akımı nedeniyle artan yağışlar Pasifik Kuzeybatı'ya saptırılır.[66] Fırtına yolu, Orta Batı eyaletlerine (artan kar yağışı şeklinde) daha yağışlı koşulların yanı sıra sıcak ve kurak yazlar getirecek kadar kuzeye kayar.[67][68] Pasifik Kuzeybatı ve batı Büyük Göller genelinde kar yağışı normalin üzerindedir.[62] Kuzey Atlantik genelinde jet akımı normalden daha güçlüdür, bu da artan yağışlı daha güçlü sistemleri Avrupa'ya doğru yönlendirir.[69]

Dust Bowl

[düzenle]

Kanıtlar, jet akımının 1930'lardaki ABD Orta Batısı'ndaki Dust Bowl (Toz Çanağı) dönemindeki yaygın kuraklık koşullarından en azından kısmen sorumlu olduğunu göstermektedir. Normalde jet akımı, Meksika Körfezi üzerinden doğuya akar ve kuzeye dönerek nemi çeker ve Büyük Ovalar'a yağmur bırakır. Dust Bowl sırasında jet akımı zayıfladı ve normalden daha güneye hareket ederek rota değiştirdi. Bu, Büyük Ovalar'ı ve Orta Batı'nın diğer bölgelerini yağıştan mahrum bırakarak olağanüstü kuraklık koşullarına neden oldu.[70]

Daha uzun vadeli iklim değişiklikleri

[düzenle]

2000'lerin başından bu yana, iklim modelleri küresel ısınmanın jet akımlarını kademeli olarak kutba doğru iteceğini sürekli olarak tespit etmiştir. 2008 yılında bu durum, 1979'dan 2001'e kadar kuzey jet akımının yılda ortalama 2,01 kilometre (1,25 mil) hızla kuzeye doğru hareket ettiğini ve benzer bir eğilimin güney yarımküre jet akımında da görüldüğünü kanıtlayan gözlemsel kanıtlarla doğrulanmıştır.[71][72] İklim bilimcileri, küresel ısınma sonucunda jet akımının da kademeli olarak zayıflayacağı hipotezini öne sürmüşlerdir. Arktik deniz buzu azalması, kar örtüsünün azalması, evapotranspirasyon (terleme-buharlaşma) modelleri ve diğer hava anomalileri gibi eğilimler, Arktik amplifikasyonu olarak bilinen süreçte Arktik'in kürenin diğer kısımlarından daha hızlı ısınmasına neden olmuştur. 2021-2022 yıllarında, 1979'dan beri Kuzey Kutup Dairesi içindeki ısınmanın küresel ortalamadan neredeyse dört kat daha hızlı olduğu[73][74] ve Barents Denizi bölgesindeki bazı sıcak noktaların küresel ortalamadan yedi kat daha hızlı ısındığı bulunmuştur.[75][76] Arktik bugün hala Dünya'nın en soğuk yerlerinden biri olsa da, bu amplifikasyonun bir sonucu olarak Arktik ile kürenin daha sıcak kısımları arasındaki sıcaklık gradyanı her on yılda bir küresel ısınma ile azalmaya devam edecektir. Eğer bu gradyanın jet akımı üzerinde güçlü bir etkisi varsa, o zaman jet akımı sonunda zayıflayacak ve rotasında daha değişken hale gelecektir; bu da kutupsal girdaptan orta enlemlere daha fazla soğuk havanın sızmasına ve Rossby dalgalarının ilerlemesinin yavaşlamasına izin vererek daha ısrarcı ve daha aşırı hava olaylarına yol açacaktır.[77]

Yukarıdaki hipotez, ilk olarak 2012 yılında Stephen J. Vavrus ile birlikte yazdığı bir makalede bu hipotezi öne süren Jennifer Francis ile yakından ilişkilidir.[77] Bazı paleoklimat rekonstrüksiyonları, kutupsal girdabın 1997'de ısınma dönemlerinde daha değişken hale geldiğini ve daha istikrarsız hava koşullarına neden olduğunu öne sürse de,[78] bu durum iklim modellemesiyle çelişmiştir; PMIP2 simülasyonları 2010 yılında Arktik Salınımı'nın (AO) Son Buzul Maksimumu sırasında çok daha zayıf ve daha negatif olduğunu bulmuş ve daha sıcak dönemlerin daha güçlü pozitif fazlı AO'ya sahip olduğunu, dolayısıyla kutupsal girdap sızıntılarının daha az sıklıkla gerçekleştiğini öne sürmüştür.[79] Ancak, *Journal of the Atmospheric Sciences* dergisindeki 2012 tarihli bir inceleme, "yirmi birinci yüzyılda girdap ortalama durumunda önemli bir değişiklik olduğunu ve bunun sonucunda daha zayıf, daha rahatsız bir girdap oluştuğunu"[80] belirtmiştir; bu, modelleme sonuçlarıyla çelişse de Francis-Vavrus hipoteziyle uyumludur. Ek olarak, 2013 tarihli bir çalışma, o zamanki mevcut CMIP5'in kış engelleme eğilimlerini güçlü bir şekilde hafife alma eğiliminde olduğunu[81] ve 2012'deki diğer araştırmaların azalan Arktik deniz buzu ile orta enlem kışlarındaki yoğun kar yağışı arasında bir bağlantı olduğunu öne sürdüğünü belirtmiştir.[82]

2013 yılında Francis tarafından yapılan araştırmalar, Arktik deniz buzundaki azalmaları kuzey orta enlemlerindeki aşırı yaz hava olaylarına bağlamış,[83] aynı yıl yapılan diğer araştırmalar ise Arktik deniz buzu eğilimleri ile Avrupa yazındaki daha aşırı yağışlar arasında potansiyel bağlantılar tanımlamıştır.[84] O dönemde, Arktik amplifikasyonu ile jet akımı modelleri arasındaki bu bağlantının, Sandy Kasırgası'nın oluşumunda yer aldığı[85] ve 2014 başlarındaki Kuzey Amerika soğuk dalgasında rol oynadığı da öne sürülmüştür.[86][87] 2015 yılında Francis'in bir sonraki çalışması, oldukça güçlenmiş jet akımı modellerinin son yirmi yılda daha sık meydana geldiği sonucuna varmıştır. Dolayısıyla, ısıyı hapseden emisyonların devam etmesi, uzun süreli hava koşullarının neden olduğu aşırı olayların artan oluşumunu desteklemektedir.[88]

2017 ve 2018 yıllarında yayımlanan çalışmalar, kuzey yarımküre jet akımındaki Rossby dalgalarının duraklama modellerini, 2018 Avrupa sıcak hava dalgası, 2003 Avrupa sıcak hava dalgası, 2010 Rusya sıcak hava dalgası veya 2010 Pakistan selleri gibi neredeyse sabit duran diğer aşırı hava olaylarının sorumlusu olarak tanımlamış ve bu modellerin hepsinin Arktik amplifikasyonu ile bağlantılı olduğunu öne sürmüştür.[89][90] O yıl Francis ve Vavrus tarafından yapılan başka bir çalışma, güçlenmiş Arktik ısınmasının alt atmosfer alanlarında daha güçlü gözlendiğini, çünkü daha sıcak havanın genişleme sürecinin basınç seviyelerini artırdığını ve bunun da kutba yönelik jeopotansiyel yükseklik gradyanlarını azalttığını öne sürmüştür. Bu gradyanlar, termal rüzgar ilişkisi yoluyla batıdan doğuya rüzgarlara neden olan faktörler olduğundan, azalan hızlar genellikle jeopotansiyel artışların olduğu bölgelerin güneyinde bulunur.[91] 2017 yılında Francis, bulgularını *Scientific American*'a şöyle açıklamıştır: "Jet akımındaki büyük salınımlar tarafından kuzeye doğru çok daha fazla su buharı taşınıyor. Bu önemli çünkü su buharı, karbondioksit ve metan gibi bir sera gazıdır. Atmosferdeki ısıyı hapseder. Bu buhar aynı zamanda bulut olarak bildiğimiz damlacıklar halinde yoğunlaşır ve bunlar da daha fazla ısı hapseder. Buhar, amplifikasyon hikayesinin büyük bir parçası; Arktik'in başka her yerden daha hızlı ısınmasının büyük bir nedeni."[92]

İklim bilimci Judah Cohen ve birkaç araştırma ortağı tarafından 2017 yılında yürütülen bir çalışmada Cohen, "[kutupsal] girdap durumlarındaki değişimin, Avrasya orta enlemlerindeki son kış soğuma eğilimlerinin çoğunu açıklayabileceğini"[93] yazmıştır. Vavrus ve diğerlerinin 2018 tarihli bir makalesi, Arktik amplifikasyonunu orta enlem yazlarındaki daha ısrarcı sıcak-kurak aşırılıkların yanı sıra orta enlem kış kıtasal soğumasıyla ilişkilendirmiştir.[94] 2017 tarihli başka bir makale, Arktik anomali ısınması yaşadığında, Kuzey Amerika'daki birincil üretimin ortalama %1 ile %4 arasında azaldığını ve bazı eyaletlerin %20'ye varan kayıplar yaşadığını tahmin etmiştir.[95] 2021 tarihli bir çalışma, stratosferik kutupsal girdap bozulmasının, Şubat 2021 Kuzey Amerika soğuk dalgası da dahil olmak üzere Asya ve Kuzey Amerika'nın bazı bölgelerinde aşırı soğuk kış havasıyla bağlantılı olduğunu bulmuştur.[96][97] 2021 tarihli başka bir çalışma, Arktik deniz buzu kaybı ile Batı Amerika Birleşik Devletleri'ndeki orman yangınlarının artan boyutu arasında bir bağlantı tanımlamıştır.[98]

Ancak, belirli gözlemler kısa vadeli gözlemler olarak kabul edildiğinden, sonuçlarda önemli bir belirsizlik vardır. Klimatoloji gözlemleri, çeşitli doğal değişkenlik biçimlerini iklim eğilimlerinden kesin olarak ayırt etmek için birkaç on yıla ihtiyaç duyar.[99] Bu nokta 2013[100] ve 2017'deki[101] incelemelerde vurgulanmıştır. 2014 tarihli bir çalışma, Arktik amplifikasyonunun son yıllarda kuzey yarımküre üzerinde soğuk mevsim sıcaklık değişkenliğini önemli ölçüde azalttığı sonucuna varmıştır. Soğuk Arktik havası günümüzde sonbahar ve kış aylarında daha sıcak alt enlemlere daha hızlı bir şekilde girmektedir; bu eğilimin kışların daha fazla soğuk aşırılıklar getirip getirmeyeceği konusunda soru işareti yaratmasına rağmen yaz hariç gelecekte de devam etmesi beklenmektedir.[102] Dünya genelinde 35.182 hava istasyonundan (kayıtları 50 yılı aşan 9116'sı dahil) toplanan bir veri setinin 2019 analizi, 1980'lerden bu yana kuzey orta enlem soğuk hava dalgalarında keskin bir düşüş bulmuştur.[103]

Dahası, 2010'lar boyunca toplanan ve 2020'de yayımlanan bir dizi uzun vadeli gözlemsel veri, 2010'ların başından bu yana Arktik amplifikasyonunun yoğunlaşmasının orta enlem atmosferik modellerinde önemli değişikliklerle bağlantılı olmadığını öne sürmektedir.[104][105] PAMIP'in (Kutup Amplifikasyonu Model Karşılaştırma Projesi) en gelişmiş modelleme araştırması, PMIP2'nin 2010 bulgularını geliştirmiştir; deniz buzu azalmasının jet akımını zayıflatacağını ve atmosferik engelleme olasılığını artıracağını bulmuştur, ancak bağlantı çok küçük ve genellikle yıllık değişkenliğin yanında önemsizdir.[106][107] 2022'de yapılan bir takip çalışması, PAMIP ortalamasının deniz buzu azalmasının neden olduğu zayıflamayı muhtemelen 1,2 ila 3 kat hafife almış olmasına rağmen, düzeltilmiş bağlantının bile jet akımının doğal değişkenliğinin sadece %10'una tekabül ettiğini bulmuştur.[108]

Ek olarak, 2021 tarihli bir çalışma, jet akımlarının modellerin tahmin ettiği gibi 1960'tan beri yavaşça kutba doğru hareket ettiğini, ancak dalgalanmadaki küçük bir artışa rağmen zayıflamadıklarını bulmuştur.[109] 2002-2020 yılları arasında toplanan uçak gözlem verilerinin 2022'de yeniden analizi, Kuzey Atlantik jet akımının aslında güçlendiğini öne sürmüştür.[110] Son olarak, 2021 tarihli bir çalışma, Grönland buz çekirdeklerine dayanarak son 1.250 yıldaki jet akımı modellerini yeniden oluşturabilmiş ve gözlemlenen tüm değişikliklerin doğal değişkenlik aralığında kaldığını bulmuştur: farklılaşmanın en erken olası zamanı, sürekli hızlanan sera gazı emisyonlarını ima eden Temsili Konsantrasyon Yolu 8.5 altında 2060'tır.[111]

Diğer üst seviye jetler

[düzenle]

Kutupsal gece jeti

[düzenle]

Kutupsal gece jet akımı, esas olarak gecelerin çok daha uzun olduğu kış aylarında – adını kutupsal gecelerden alır – kendi yarımkürelerinde yaklaşık 60° enleminde oluşur. Kutupsal gece jeti, yaz aylarına göre daha büyük bir irtifada (yaklaşık 24.000 metre (80.000 fit)) hareket eder.[112] Bu karanlık aylar boyunca, kutupların yükseklerindeki hava, Ekvator üzerindeki havadan çok daha soğuk hale gelir. Bu sıcaklık farkı, stratosferde aşırı hava basıncı farklarına yol açar ve bu farklar Coriolis etkisiyle birleştiğinde, yaklaşık 48 kilometrelik (30 mil) bir irtifada doğuya doğru hızla ilerleyen kutupsal gece jetlerini yaratır.[113] Kutupsal girdap, kutupsal gece jeti ile çevrilidir. Daha sıcak hava, sadece kutupsal girdabın kenarı boyunca hareket edebilir ancak içine giremez. Girdap içinde, soğuk kutupsal hava, daha düşük enlemlerden gelen daha sıcak hava eksikliği ve kutupsal gece boyunca giren Güneş'ten gelen enerji eksikliği nedeniyle giderek daha soğuk hale gelir.[114]

Alt seviye jetler

[düzenle]

Atmosferin alt seviyelerinde jet olarak da adlandırılan rüzgar maksimumları vardır.

Engel jeti (Barrier jet)

[düzenle]

Alt seviyelerdeki bir engel jeti, dağ zincirlerinin hemen üst tarafında oluşur; dağlar jetin dağlara paralel yönlenmesini zorunlu kılar. Dağ engeli, alt seviye rüzgarının gücünü yüzde 45 oranında artırır.[115] Kuzey Amerika Büyük Ovaları'nda güney yönlü bir alt seviye jeti, ılık mevsimde gece boyunca gök gürültülü fırtına aktivitesini beslemeye yardımcı olur; bu genellikle gece saatlerinde oluşan mezölçekli konvektif sistemler şeklindedir.[116] Avustralya genelinde de benzer bir fenomen gelişir; bu fenomen, Mercan Denizi'nden kıtanın çoğunlukla güneybatı kısımlarında oluşan kesik düşük basınçlara doğru nemi kutba çeker.[117]

Kıyı jeti

[düzenle]

Kıyı alt seviye jetleri, kara üzerindeki yüksek sıcaklıklar ile deniz üzerindeki daha düşük sıcaklıklar arasındaki keskin zıtlıkla ilgilidir ve kıyı hava durumunda önemli bir rol oynayarak kıyıya paralel güçlü rüzgarlara yol açar.[118] Çoğu kıyı jeti, okyanusal yüksek basınç sistemleri ve kara üzerindeki termal alçak basınçla ilişkilidir ve esas olarak Kaliforniya, Peru-Şili, Benguela, Portekiz, Kanarya ve Batı Avustralya açıklarındaki yükselme bölgelerinde ve Yemen-Umman açıklarında, soğuk doğu sınırı deniz akıntıları boyunca bulunur.[118]

Vadi çıkış jeti

[düzenle]

Vadi çıkış jeti, vadi ile bitişiğindeki ovanın kesiştiği noktanın üzerinde ortaya çıkan güçlü, vadi aşağı, yükseltilmiş bir hava akımıdır. Bu rüzgarlar, yerden 40-200 m (130-660 fit) yükseklikte sıklıkla 20 m/s'ye (72 km/sa; 45 mph) varan hızlara ulaşır. Jetin altındaki yüzey rüzgarları, bitki örtüsünü sallayacak kadar güçlü olduklarında bile önemli ölçüde daha zayıf olma eğilimindedir.

Vadi çıkış jetlerinin, ABD'nin kuru sıradağları gibi günlük dağ rüzgar sistemleri sergileyen vadi bölgelerinde bulunması muhtemeldir. Bir ovada aniden sona eren derin vadiler, vadi aşağı mesafe arttıkça kademeli olarak sığlaşan vadilerden bu faktörlerden daha fazla etkilenir.[119]

Afrika

[düzenle]

Ayrıca bakınız: Afrika doğu jeti ve Afrika İklimi

Afrika'da birkaç önemli alt seviye jeti bulunmaktadır. Sahra'da çok sayıda alt seviye jeti oluşur ve bunlar tozun çöl yüzeyinden yükselmesi için önemlidir. Buna, dünyanın en önemli tek toz emisyon kaynağı olan Bodélé Depresyonu'ndan toz emisyonundan sorumlu olan Çad'daki bir alt seviye jeti de dahildir.[120] Doğu Afrika kıyısı açıklarında oluşan Somali Jeti, küresel Hadley dolaşımının önemli bir bileşenidir[121] ve Asya Musonu'na su buharı sağlar.[122] Doğu Afrika Rift Sistemi içindeki vadilerde oluşan doğu yönlü alt seviye jetleri, Doğu Afrika'daki düşük yağış miktarını açıklamaya yardımcı olur ve Kongo Havzası yağmur ormanlarındaki yüksek yağış miktarını destekler.[123] Kuzey Afrika üzerinde termal alçak basıncın oluşması, Haziran'dan Ekim'e kadar Batı Afrika musonuna nemli girişi sağlayan bir alt seviye batı yönlü jet akımına yol açar.[124]

Teknik olarak bir alt seviye jeti olmasa da, orta seviye Afrika doğu jeti (yüzeyin 3000-4000 m üzerinde) Afrika'da önemli bir iklim özelliğidir. Kuzey yarımküre yazı boyunca Batı Afrika'nın Sahel bölgesinde 10°N ve 20°N arasında meydana gelir.[125] Batı Afrika musonunda çok önemli bir rol oynadığı düşünülür[126] ve ılık mevsim boyunca tropikal Atlantik ve doğu Pasifik okyanusları boyunca hareket eden tropikal dalgaların oluşmasına yardımcı olur.[127]

Diğer gezegenler

[düzenle]

Diğer gezegenler için, jet akımlarını güneş ısınmasından ziyade iç ısının sürdürdüğü düşünülmektedir. Jüpiter'in atmosferi, iç ısınmanın yönlendirdiği konveksiyon hücrelerinden kaynaklanan çok sayıda jet akımına sahiptir. Bunlar, tanıdık bantlı renk yapısını oluşturur.[29]

Ayrıca bakınız

[düzenle]

Atmosferik nehir

Engelleme (meteoroloji)

Kutupsal girdap

Yüzey hava analizi

Sting jeti

Hortum

Tropikal Doğu Jeti

Rüzgar kırılması

Hava durumu

Kaynakça

[düzenle]