artikkelitiedot
Luokka: sää Weather
sisällön lähde: SKYbrary  tietoja Skybrarysta
sisällön valvonta: SKYbrary tietoja Skybrarysta

WX

Tag(s)

ilmakehä

kuvaus

Rossby-aallot, joita kutsutaan myös planeetta-aalloiksi, ovat inertiaaliaaltojen tyyppi, joka esiintyy luonnollisesti pyörivissä nesteissä. Heidät tunnisti ensimmäisenä Carl-Gustaf Arvid Rossby. Niitä havaitaan planeettojen ilmakehissä ja merissä planeetan pyörimisen vuoksi. Tämä artikkeli keskittyy ilmakehän Rossby-aaltoihin maapallolla, jättiläismäisiin meandereihin korkealla puhaltavissa tuulissa, joilla on suuri vaikutus säähän. Nämä aallot liittyvät painejärjestelmiin ja suihkuvirtaukseen.

Rossby-aallot pohjoisella pallonpuoliskolla. Lähde: Wikicommons

ilmakehän Rossby-aallot

ilmakehän Rossby-aallot johtuvat potentiaalisen vortiittisuuden säilymisestä ja niihin vaikuttavat Coriolis-ilmiö ja painegradientti. Kierto saa nesteet kääntymään oikealle liikkuessaan pohjoisella pallonpuoliskolla ja vasemmalle eteläisellä pallonpuoliskolla. Esimerkiksi päiväntasaajalta kohti pohjoisnapaa liikkuva neste poikkeaa kohti itää; pohjoisesta päiväntasaajaa kohti liikkuva neste poikkeaa kohti länttä. Poikkeamat johtuvat Coriolis-voimasta ja potentiaalisen vortiittisuuden säilymisestä, mikä johtaa suhteellisen vortiittisuuden muutoksiin. Tämä on analogista kulmamomentin säilymiselle mekaniikassa. Planeettojen ilmakehissä, maa mukaan lukien, Rossby-aallot johtuvat Coriolis-ilmiön vaihtelusta leveysasteella.

maanpäällisen Rossby-aallon voi tunnistaa siitä, että sen vaihenopeudella, jota leimaa sen aallonharja, on aina länteen päin suuntautuva komponentti. Kerätty joukko Rossby-aaltoja voi kuitenkin näyttää liikkuvan kumpaankin suuntaan niin sanotulla ryhmänopeudellaan. Yleensä lyhyemmillä aalloilla on itään suuntautuva ryhmänopeus ja pitkillä aalloilla länteen suuntautuva ryhmänopeus.

termejä ”barotrooppinen” ja ”barokliininen” käytetään erottamaan Rossby-aaltojen pystysuuntainen rakenne. Barotrooppiset Rossby-aallot eivät vaihtele pystysuorassa, ja niillä on nopeimmat etenemisnopeudet. Barokliiniset aaltotilat sen sijaan vaihtelevat pystysuunnassa. Ne ovat myös hitaampia, nopeudet ovat vain muutamia senttejä sekunnissa tai vähemmän.

suurin osa Rossby-aaltojen tutkimuksista on tehty maan ilmakehässä. Rossby-aallot Maan ilmakehässä on helppo havaita (yleensä 4-6) suurimittaisina suihkuvirran meanderointeina. Kun nämä poikkeamat tulevat hyvin voimakkaiksi, kylmän tai lämpimän ilman massat irtoavat ja muuttuvat vastaavasti matalalujuisiksi sykloneiksi ja antisykloneiksi, ja ne ovat vastuussa päivittäisistä säämalleista keskileveysasteilla. Rossby-aaltojen vaikutus selittää osittain sen, miksi pohjoisen pallonpuoliskon itäiset mannerreunat, kuten Koillis-Yhdysvallat ja Itä-Kanada, ovat Länsi-Eurooppaa kylmempiä samoilla leveysasteilla.

Polewardeja levittävät ilmakehän aallot

syvä konvektio (lämmön siirtyminen) troposfääriin voimistuu tropiikin hyvin lämpimillä merenpinnoilla, kuten El Niño-tapahtumien aikana. Tämä trooppinen pakottaminen synnyttää ilmakehän Rossby-aaltoja, joilla on poleward-ja idänvaellus.

Polewardeja etenevät Rossby-aallot selittävät monet havaitut tilastolliset yhteydet matalan ja korkean leveysasteen ilmaston välillä. Yksi tällainen ilmiö on äkillinen stratosfäärin lämpeneminen. Polewardeja levittävät Rossby-aallot ovat tärkeä ja yksiselitteinen osa pohjoisen pallonpuoliskon vaihtelua, joka ilmenee Tyynenmeren Pohjois-Amerikan kuviona. Samantapaisia mekanismeja on eteläisellä pallonpuoliskolla ja ne selittävät osittain Amundsenin meren alueen voimakasta vaihtelua Etelämantereella. Vuonna 2011 Nature Geoscience-tutkimus, jossa käytettiin yleiskiertomalleja, yhdisti trooppisen Tyynenmeren keskilämpötilan noususta syntyvät Tyynenmeren Rossby-aallot Amundsenin meren alueen lämpenemiseen, mikä johti Ellsworthin maan ja Marie Byrdin maan talvi-ja kevätlämpenemiseen Länsi-Antarktiksella advektion lisääntymisen kautta.

  • Sudden Stratospheric Warming (SSW)
  • Jet Stream

Further Reading

  • Rossby waves and extreme weather – YouTube video produced by Potsdam Institute for Climate Impact Research, posted April 2016.
  • teleconnections between the tropical Pacific and the Amundsen-Bellinghausens Sea: Role of the El Niño/Southern Oscillation; Tom Lachlan-Cope and William Connoley; Journal of Geophysical Research (AGU), 2 December 2006.
  • mikä on Rossby-Aalto?, National Ocean Service, NOAA: n verkkosivusto.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.