Wie wel eens intercontinentaal reist weet het waarschijnlijk: een vlucht in oostelijke richting gaat vaak een stuk sneller dan een vlucht naar het westen. Dat komt door de straalstroom: een krachtige wind die met snelheden van 100 tot soms wel 400 kilometer per uur waait op grote hoogte. De straalstroom waait van west naar oost op ongeveer 10 kilometer hoogte, bovenin de onderste luchtlaag, de troposfeer.
Meteorologen onderscheiden een polaire straalstroom en een subtropische straalstroom. De ligging van de polaire straalstroom is van invloed op het weer in Nederland: ligt die ten noorden van ons dan is het warm, en ligt hij in het zuiden dan is het koud. En een straalstroom die vlakbij Nederland ligt brengt depressies met regen en
wind. De afbeelding boven dit artikel geeft een schematische weergave van de straalstroom; de realiteit is grilliger. Vaak zijn er flinke slingeringen en vertakkingen en meestal is de straalstroom geen gesloten band die de hele aarde omspant. Op het prachtige earth.nullschool.net is (naast heel veel anders) de actuele situatie van de straalstroom te zien.
Invloed op het weer
De straalstroom is op dit moment een van de onderwerpen waar de klimaatwetenschap veel belangstelling voor heeft. Om precies te zijn: het gaat dan om de slingeringen van de straalstroom, die Rossby-golven of planetaire golven worden genoemd. Er zijn aanwijzingen dat er iets verandert in het gedrag van die Rossby-golven en dat dat invloed heeft op het weer. De Amerikaanse klimaatwetenschapper Jennifer Francis trok in 2012 nogal wat aandacht met haar publicatie hierover. Voor een webzine van Yale University schreef ze een toelichting op haar onderzoek.
Om te begrijpen wat er aan de hand is, is het nodig om te weten dat de straalstroom wordt aangedreven door het temperatuurverschil tussen de tropen en de polen. (Terzijde: ook de draaiing van de aarde speelt een grote rol.) Dat temperatuurverschil is de afgelopen decennia kleiner geworden, door een fenomeen dat arctische amplificatie wordt genoemd. Dit fenomeen werd, in zekere zin, al aan het eind van de 19e eeuw voorspeld door Svante Arrhenius. Sneeuw en ijs zijn wit. Dat betekent dat licht dat er op valt grotendeels wordt gereflecteerd. Als sneeuw en ijs door opwarming smelten, komt het daaronder liggende landof wateroppervlak vrij, dat veel donkerder van kleur is. Zo’n donker oppervlak absorbeert absorbeert meer zonlicht, waardoor het verder opwarmt.
Klimaatonderzoek heeft uitgewezen dat er ook andere factoren meespelen, en dat de realiteit dus wat ingewikkelder is, maar dat neemt niet weg dat met name het Noordpoolgebied de afgelopen decennia veel sterker is opgewarmd dan de rest van de wereld.
[[{“fid”:”57214″,”view_mode”:”default”,”fields”:{“format”:”default”,”field_file_image_alt_text[und][0][value]”:””,”field_file_image_title_text[und][0][value]”:””},”type”:”media”,”attributes”:{“style”:”height:313px; width:500px”,”class”:”artikel_kwart_breedte file-default file-file-styles-artikel-kwart-breedte file-styles media-element styles”,”id”:”styles-6-0″}}]]
Het temperatuurverschil tussen de tropen en de Noordpool is dus kleiner geworden. Omdat dat temperatuurverschil de straalstroom aandrijft, ligt het voor de hand dat de straalstroom wat is afgezwakt. Volgens de theoretische kennis over Rossby-golven verplaatsen die slingeringen in de straalstroom zich daardoor wat trager over het aardoppervlak. En hoe trager ze zich verplaatsen, hoe groter de kans dat er zogenaamde quasi-stationaire Rossbygolven ontstaan: golven die gedurende een langere tijd op nagenoeg dezelfde plek blijven liggen. De theorie zegt ook dat de slingeringen wijder worden: ze lopen verder door naar het noorden en het zuiden (in jargon: de amplitude van de golf wordt groter). Dit heeft ook weer invloed op de snelheid waarmee de golven zich verplaatsen: die wordt nog kleiner.
Ten zuiden van de straalstroom is het warm en droog, ten noorden is het koud
Veranderingen in de straalstroom kunnen invloed hebben op het weer. Als een Rossby-golf gedurende een langere periode – enkele weken of mogelijk zelfs nog langer – op dezelfde plek blijft liggen, verandert het weer in de omgeving van die golf gedurende die periode niet of nauwelijks. Ten zuiden van de straalstroom is het warm en droog, ten noorden is het koud, en daar tussenin komt de ene na de andere depressie, met regen en mogelijk storm, voorbij. Hoe wijder de slingering, hoe verder warme lucht richting het poolgebied kan stromen en koude lucht richting de subtropen. Langdurige periodes van hitte, droogte, kou of veel neerslag kunnen dus allemaal samenhangen met quasi-stationaire Rossby-golven. De afbeelding hieronder illustreert hoe een Rossby-golf het weer in de winterperiode in een groot gebied kan beïnvloeden.
[[{“fid”:”57212″,”view_mode”:”default”,”fields”:{“format”:”default”,”field_file_image_alt_text[und][0][value]”:””,”field_file_image_title_text[und][0][value]”:””},”type”:”media”,”attributes”:{“style”:”height:444px; width:532px”,”class”:”file-default media-element”}}]]
Extreem weer
Verschillende onderzoeken hebben de afgelopen jaren aanwijzingen gevonden voor de
veranderingen in de straalstroom. En er zijn aanwijzingen dat die veranderingen een rol hebben gespeeld bij diverse situaties van extreem weer: de jarenlange droogte in Californië, extreem winterweer in Noord-Amerika (warm in Alaska, koud elders), en de hittegolf in Europa in 2003, om enkele voorbeelden te noemen. Maar dat wil allemaal nog niet zeggen dat de wetenschap er nu uit is. Er komen nu eenmaal ook natuurlijke schommelingen voor in het weer en in het gedrag van de straalstroom. Er zijn dan ook klimaatwetenschappers die er nog niet van overtuigd zijn dat klimaatverandering werkelijk de slingeringen van de straalstroom beïnvloedt. Zij vinden dat er meer onderzoek nodig is.
De klimaatmodellen die in het wetenschappelijk onderzoek worden gebruikt simuleren het gedrag van de straalstroom niet nauwkeurig genoeg om uitsluitsel te geven. In een recent verschenen onderzoek, met als hoofdauteur Michael Mann (één van de bekendste klimaatwetenschappers ter wereld; niet in het minst vanwege de intimidatie- en lastercampagne die al jaren tegen hem wordt gevoerd), heeft men daarom niet direct naar modelsimulaties van de straalstroom gekeken, maar wel naar omstandigheden waaronder het afwijkende gedrag kan ontstaan. Op basis van waarnemingen werd er een “vingerafdruk” van die omstandigheden (in de zomer, op het noordelijk halfrond) bepaald. Volgens klimaatmodellen komt die “vingerafdruk” vaker voor als het klimaat opwarmt. Bovendien blijken deze modelresultaten goed overeen te komen met waarnemingen.
In een video van het Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, waar veel onderzoek naar dit onderwerp wordt gedaan en dat ook heeft bijgedragen aan het artikel van Mann, wordt uitgelegd onder welke omstandigheden quasi-stationaire Rossby-golven kunnen ontstaan.
De wetenschappelijke discussie zal hiermee niet afgelopen zijn. Zo werkt wetenschap nu
eenmaal niet. Wel voegt dit onderzoek nieuwe aanwijzingen toe aan de aanwijzingen die er al waren. Met alle onzekerheden die er nog zijn, wordt dat veranderende gedrag van de straalstroom zo langzamerhand wel iets om rekening mee te houden. En misschien wel het belangrijkste dat deze onderzoeken nog eens laten zien is dat klimaatverandering heel wat meer om het lijf kan hebben dan alleen maar een stijging van de gemiddelde temperatuur.
