Mlazna struja i stratosferska intruzija

Mlazne struje dijele hladniji zrak sa sjevera od toplijeg sa juga. Takav temperaturni prijelaz unutar same struje je vrlo velik. Geopotencijalne plohe su više na jugu, a niže na sjeveru te iz tog razloga sila gradijenta tlaka djeluje na česti zraka s juga ka sjeveru. Kada se čest pokrene tada ju Coriolisova sila zakreće na desno od putanje sve dok se ne uspostavi ravnoteža između te dvije dominantne sile, a to je tok mlazne struje od zapada ka istoku. Tako je teorija objasnila geostrofičko gibanje koje i nije baš u skladu s onim u prirodi.

Murray (1956) je analizirao eksperimentalna mjerenja koja su načinjena zrakoplovom kroz mlazne struje te je zaključio slijedeće:

  • visina jezgre mlazne struje se nalazi od 8.6 km do 11.4 km, gdje je prosječna visina 9.8 km;
  • brzina vjetra u jezgri je od 30.8 m/s do 87.5 m/s, a prosječna brzina je 68.4 m/s;
  • maksimalno horizontalno smicanje vjetra je oko visine jezgre i to na hladnijoj strani jezgre;
  • prosječan poprecni tok je prema nižem tlaku u "ulaznom" dijelu, a u "izlaznom" je prema višem tlaku;
  • takvo ageostrofičko strujanje je u vezi s ubrzanjem duž strujnica mlazne struje.

Namias i Clapp (1949) su sugerirali da su zbivanja s mlaznim strujama posljedica konfluencije i difluencije zraka gornje troposfere te da se mogu očekivati polja divergencije i vertikalna kretanja zraka (direktna solenoidalna cirkulacija intenzivira mlazne struje i obratno). Kasniji radovi [Sawyer, 1951,1955,1958; Reed i Sanders,1953; Newton,1954; Reed,1955] su se bavili lomom tropopauze (eng. tropopause break), gornjom frontogenezom i frontolizom u odnosu na jaku mlaznu struju. Predložili su, u odnosu na proučavanje jezgre mlazne struje, da ageostrofičko strujanje povezano s jačanjem mlazne struje može prouzročiti progresivno iskrivljavanje i nabiranje tropopauze. Početna faza savijanja počinje tankim stisnutim djelom tropopauze koja biva povučena u frontalnu zonu debljine 50-100 hPa, nagibajući se (eng. tilting) prema dolje ka relativno toplijoj strani. Podvučeni zrak, koji je stratosferskog porijekla, ujedno je vrlo stabilan.

Možemo uočiti da oba člana, tiltinga i divergencije, u jednadžbi vrtložnosti imaju vrlo signifikantan značaj u formaciji procesa podvlačenja tropopauze i to samo u razini jezgre mlazne struje.

Adijabatski i dinamički procesi su pokretački mehanizmi u procesu STR. Važnost adijabatskog procesa prvi su prikazali Lamarque i Hess (1994), a kasnije i Rood i sur. (1997). Matsumoto (1982) je pokazao da troposferski konvektivni sustavi penetrirajući u stratosferu mogu prouzročiti dizanje tropopauze kao i njeno savijanje uzrokovano turbulencijom u vedrom zraku (CAT, eng. clear air turbulence) [Shapiro, 1978]. Prema tome, moramo imati na umu da do savijanja i pucanja tropopauze može doći njezinim savijanjem prema dolje, kao i prema gore.

Podvlačenje tropopauze 4. siječnja 1989. u 0000 UTC. Punom linijom je označena potencijalna temperatura (K), normalna komponenta brzine vjetra (m s-1) isprekidanom linijom, masna puna crta je 1x 10-6 m2 s-1 K kg-1 izopleta potencijalne vrtložnosti koja označava stratosferske vrijednosti zraka.  Zastavice vektora vjetra označavaju 25 m s-1, crtica 5 m s-1, pola crtice 2.5 m s-1. (Muller i sur., 2002).

<\font>