يتميز التيار النفاث بأنه تيار هوائي سريع الحركة، يبلغ طوله وعرضه عدة آلاف من الأميال، لكنه رقيق نسبيا، ويتم العثور عليه في المستويات العليا من الغلاف الجوي للأرض، في المنطقة المعروفة باسم “التروبوبوز”، والتي تمثل الحد الفاصل بين التروبوسفير والستراتوسفير.
تعد الطائرات النفاثة مهمة في أنماط الطقس في جميع أنحاء العالم، حيث تساعد خبراء الأرصاد الجوية على التنبؤ بالطقس في موقعهم. وبالإضافة إلى ذلك، فإنها مهمة للسفر الجوي، حيث يمكن للطيران النفاث تقليل وقت الرحلة واستهلاك الوقود.
اكتشاف التيار النفاث
تم اكتشاف التيار النفاث لأول مرة في عشرينيات القرن الماضي بواسطة واسابورو أويشي ، عالم الأرصاد الجوية الياباني ، والذي استخدم بالونات الطقس لتتبع رياح المستوى العلوي ، أثناء صعوده إلى الغلاف الجوي للأرض ، بالقرب من جبل فوجي ، وساهم عمله بشكل كبير ، في معرفة أنماط الرياح هذه ، ولكنه كان محصورًا في الغالب في اليابان.
وفي عام 1934م ، زادت المعرفة بالتدفق النفاث ، عندما حاول الطيار الأمريكي وايلي بوست الطيران بمفرده حول العالم ، لإكمال هذا الإنجاز ، واخترع بذلة مضغوطة تسمح له بالطيران على ارتفاعات عالية ، وخلال الجري التدريبي ، لاحظ بوست أن قياسات الأرض والسرعة الجوية اختلفت ، مشيرًا إلى أنه كان يطير في تيار من الهواء.
على الرغم من هذه الاكتشافات ، لم يتم صياغة مصطلح (تيار جت) رسميًا حتى عام 1939 م ، من قبل عالم الأرصاد الجوية الألماني يدعى H. Seilkopf ، عندما استخدمه في ورقة بحثية من هناك ، وزادت المعرفة بالتيار النفاث خلال الحرب العالمية الثانية ، حيث لاحظ الطيارون اختلافات في الرياح عند الطيران بين أوروبا وأمريكا الشمالية.
وصف الدفق النفاث
وبفضل الأبحاث الإضافية التي أجراها الطيارون وعلماء الأرصاد الجوية، يُفهم اليوم أن هناك تيارات نفاثة رئيسية في نصف الكرة الشمالي، بينما توجد تيارات نفاثة في نصف الكرة الجنوبي، وتكون أقوى بين خطوط العرض 30 درجة شمالًا و60 درجة شمالًا.
يقع التيار النفاث شبه الاستوائي الأضعف بالقرب من 30 درجة شمالا، ويتغير موقع هذه التيارات النفاثة طوال العام، ويطلق عليها تتبع الشمس لأنها تتحرك شمالا في الطقس الدافئ وجنوبا في الطقس البارد، وتكون التيارات النفاثة أقوى في فصل الشتاء بسبب وجود تباين كبير بين كتلتي الهواء القطبي الشمالي والهواء الاستوائي المتصادم، وفي الصيف، يكون فرق درجة الحرارة أقل تطرفا بين الكتل الهوائية، ويصبح التيار النفاث أضعفا.
تتحرك التيارات النفاثة عادة على مسافات طويلة، ويمكن أن تصل إلى آلاف الأميال، وغالبًا ما تكون متقطعة ومتعرجة في الغلاف الجوي، ولكنها تتدفق بسرعة شرقًا، وتتعرج ببطء أبطأ من سرعة الهواء الآخر، وتُسمى هذه التعرجات “روسبي ويفز.
تتحرك ببطء بسبب تأثير كوريوليس، وتنحرف إلى الغرب نتيجة تدفق الهواء الذي تضمن فيه، وبالتالي تبطئ حركة الهواء باتجاه الشرق عندما يوجد تعرج كبير في التدفق.
أسباب التدفق النفاث
بالضبط، يحدث التدفق النفاث بسبب تلاقي كتل هوائية تحت التروبوبوز حيث تكون الرياح الأقوى. عندما تلتقي هنا كتلتان هوائيتان ذات كثافات مختلفة، يؤدي الضغط الناتج عن الكثافات المختلفة إلى زيادة الرياح. تحاول هذه الرياح التدفق من المنطقة الدافئة في الستراتوسفير القريبة من طبقة التروبوسفير الأكثر برودة. تنحرف عن طريق تأثير كوريوليس وتتدفق على طول حدود الكتل الهوائية الأصلية. النتيجة هي التيارات النفاثة القطبية وشبه الاستوائية التي تتشكل حول العالم.
أهمية التيار النفاث
من حيث الاستخدام التجاري ، يعتبر التدفق النفاث مهمًا لصناعة الطيران ، فقد بدأ استخدامه في عام 1952 م ، برحلة Pan Am من طوكيو ، اليابان إلى هونولولو ، هاواي ، ومن خلال التحليق بشكل جيد داخل التيار النفاث ، على ارتفاع 25000 قدم (7600 متر) ، تم تقليل وقت الرحلة من 18 ساعة ، إلى 11.5 ساعة.
وبفضل تقليل وقت الرحلة ومساعدة الرياح القوية في تقليل استهلاك الوقود، استخدمت صناعة الخطوط الجوية بنجاحتيار النفاث في رحلاتها منذ تلك الرحلة، وذلك لأنه أصبح وسيلة فعالة لتحسين كفاءة استهلاك الوقود.
وعلى الرغم من أن أحد أهم تأثيرات التيار النفاث ، هو الطقس الذي يجلبه ، لأنه تيار قوي للهواء المتحرك بسرعة ، لديه القدرة على دفع أنماط الطقس في جميع أنحاء العالم ، ونتيجة لذلك ، فإن معظم أنظمة الطقس لا تجلس فقط على منطقة ما ، ولكن بدلاً من ذلك يتم تحريكها إلى الأمام ، مع التيار النفاث ، ثم يساعد موقع وقوة التيار النفاث خبراء الأرصاد الجوية ، على التنبؤ بأحداث الطقس المستقبلية.
وبالإضافة إلى ذلك، يمكن للظواهر المناخية المختلفة أن تؤدي إلى تغيير تيارات الرياح العالية (النفاثة) وأنماط الطقس في المنطقة بشكل كبير، على سبيل المثال، خلال العصر الجليدي الأخير في أمريكا الشمالية، انحرف التيار النفاث القطبي جنوبا نتيجة لوجود صفيحة جليدية ضخمة تدعى صفيحة لورنتايد، كانت سماكتها 10000 قدم (3048 متر)، وخلقت طقسا خاصا بها، مما أدى إلى تغير في أنماط الهطول المطري وزيادة في كمية الأمطار في منطقة الحوض العظيم في الولايات المتحدة وتكون البحيرات والأنهار الكبيرة فوق المنطقة.
تتأثر تيارات الطائرات النفاثة في العالم أيضا بالنينيو ولا نينا، وخلال حدوث El Nino، يزداد هطول المطر عادة في ولاية كاليفورنيا لأن التيار النفاث القطبي يتحرك جنوبا ويجلب المزيد من العواصف، وعلى العكس من ذلك، خلال حدوث La Nina، تجف ولاية كاليفورنيا وتتحرك الأمطار إلى شمال غرب المحيط الهادئ لأن التيار النفاث القطبي يتحرك إلى الشمال أكثر.
علاوة علىذلك، غالبًا ما يحدث هطول أمطار أكثر في أوروبا بسبب تأثير التيار النفاث الأقوى في شمال المحيط الأطلسي الذي يدفعها نحو الشرق بشكل أكبر.
: اليوم تم الكشف عن تحرك التيار النفاث شمالا، مما يشير إلى وجود تغييرات محتملة في الأنماط المناخية، وبغض النظر عن موقع التيار النفاث، فإن له تأثير كبير على الأنماط الجوية في جميع أنحاء العالم وعلى الأحداث المناخية الشديدة مثل الفيضانات والجفاف، ولذلك يجب على علماء الأرصاد الجوية والعلماء الآخرين فهم حركة التيار النفاث ومراقبتها لمراقبة الطقس في جميع أنحاء العالم.