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高速氣流,或稱噴射氣流、高空急流、極鋒噴流(英語:Jet Stream),是行星尺度的大氣環流。在地球上,指數條圍繞地球的強而窄的高速氣流帶,集中在對流層頂,在中高緯西風帶內或在低緯度地區都可出現。其水平長度達上萬公里,寬數百公里,厚數公里。中心風速有時可達每小時200至300公里的偏西風,而且可以有一個或多個風速極大中心,具有強大的水平風切變和垂直風切變[1]。高速氣流附近亦有強大風切變,這也是所謂飛機上的亂流。

發現

噴射氣流是在1920年代,由日本氣象學家大石和三郎(Wasaburo Oishi)發現的。他在富士山附近的某個地點進行追蹤了飛行員氣球,也稱為pibals(用來測定高層風的氣球),當它們升入大氣層時發現到噴射氣流的存在。大石的論文在日本以外的國家廣為人知。

過了20年後,第二次世界大戰時,美國B-29轟炸機在日本進行轟炸時無意中也發現噴射氣流的存在。 當時自美軍基地起飛,朝向日本群島向西飛的B-29轟炸機的機員曾發覺某種奇妙的現象,即在引擎正常運作而沒有機械故障的徵兆下,儀器的指針卻顯示飛機的移動速度很慢;此外,在執行轟炸時也會非常容易錯過目標區。經研究後才發現,日本上空有一道噴射氣流由西向東一直到美洲。在高空中以數百公里時速由西向東吹的噴流會大大減低飛機前進的速度。因此從亞洲飛往北美加拿大的航機多會取道這高速氣流帶,以縮短航程和節省燃油,而回程則可能會取道北極航線。

北半球極地急流的曲流的形成:(a), (b);最終形成冷空氣南下氣團:(c)。橙色暖氣團靛色為冷氣團。

極地高空急流一般出現在大氣層250百帕,即海拔7至12千米(23,000至39,000英尺)處。更弱的亞熱帶高空急流的高度(英語:altitude)更高,海拔10至16千米(33,000至52,000英尺)。夏季,北半球極地急流偏北;冬季,北半球極地急流偏南。高空急流的寬度為數百公里(千米),厚度小於5km。

高空急流的路徑為曲流形狀,曲流的形狀自西向東傳播,但速度(即「相速度」)要大大小於實際風速。環繞地球的高空急流一般有4-5個大尺度的羅斯貝波,這是由地球自轉的科氏力(英語:Coriolis Force)導致的。高空急流[2]的曲流發展,最終會形成與高空急流脫離的單獨的氣旋反氣旋

高空急流的風速超過每小時90km,最大記錄是每小時398km。

應用

在北半球,極鋒噴流(英語:Polar Jet Stream)對於航空界跟氣象預報來說,是很重要的。

因為極鋒噴流的速度比副熱帶噴射氣流(英語:Subtropical Jet Stream)來的快,且出現在比較低的高度。且極鋒噴流涵蓋了北半球的大部分國家。相較之下,南半球的極鋒噴流徘徊在南極洲(英語:Antarctica)或有時出現在南美洲(英語:South America)。

視頻

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參考文獻

  1. 研究稱高速氣流減慢或致多國天氣異常,中國新聞網,2014-02-17
  2. 高空急流OR,豆丁網, 2014-1-8