جریان هوا

جریان هوا (انگلیسی: Air current) در هواشناسی، به نواحی متمرکز باد گفته می‌شود. جریان‌های هوا عمدتاً به‌دلیل اختلاف در فشار اتمسفری یا دما پدید می‌آیند. این جریان‌ها به دو دستهٔ افقی و عمودی تقسیم می‌شوند؛ هر دو نوع در هواشناسی میان‌مقیاس وجود دارند، در حالی‌که جریان‌های افقی در هواشناسی مقیاس سینوپتیک غالب هستند. جریان‌های هوا تنها در تروپوسفر یافت نمی‌شوند، بلکه تا استراتوسفر و مزوسفر نیز گسترش می‌یابند. این جریان‌ها نقشی اساسی در گردش جوی، انتقال گرما و رطوبت در سطح کره زمین، شکل‌گیری پدیده‌های هواشناسی و هوانوردی ایفا می‌کنند.

سازوکار تشکیل

عامل اصلی ایجاد جریان‌های هوا، گرمایش نابرابر سطح زمین توسط تابش خورشیدی است:

تفاوت دما و چگالی: هوای گرم چگالی کمتری دارد، منبسط شده و به سمت بالا صعود می‌کند. در مقابل، هوای سرد که چگال‌تر و سنگین‌تر است، به سمت پایین فرود می‌آید و جایگزین هوای گرم می‌شود.
شیب فشار: هوا همواره تمایل دارد از مناطق پرفشار به سمت مناطق کم‌فشار حرکت کند که این امر جریان‌های افقی و عمودی را پدید می‌آورد.
اثر کوریولیس: به دلیل چرخش زمین، جهت جریان‌های بزرگ‌مقیاس هوا در نیم‌کره شمالی به سمت راست و در نیم‌کره جنوبی به سمت چپ منحرف می‌شود.

جریان‌های افقی

جریان‌های افقی هوا در مقیاس وسیع معمولاً با عنوان باد شناخته می‌شوند. بادها می‌توانند محلی باشند (مانند نسیم دریا و خشکی یا نسیم کوه و دره) یا در مقیاس سیاره‌ای وجود داشته باشند (مانند بادهای بسامان و بادهای غربی).

اختلاف فشار هوا باعث جابه‌جایی هوا می‌شود و باد را پدید می‌آورد. نیروی کوریولیس حرکت هوا را در نیم‌کره شمالی به راست و در نیم‌کره جنوبی به چپ منحرف می‌کند، که این امر بادها را در نقشهٔ فشار به‌صورت موازی با خطوط هم‌فشار (ایزوبارها) می‌سازد.^[۱] به این باد، باد زمین‌گرد نیز گفته می‌شود.^[۲]

اختلاف‌های فشار خود به دمای میانگین ستون هوا وابسته‌اند. از آنجا که خورشید سطح زمین را به‌طور یکنواخت گرم نمی‌کند، اختلاف دمایی میان قطب‌ها و استوا وجود دارد که توده‌های هوایی با دمای کم‌وبیش همگن در هر عرض جغرافیایی پدید می‌آورد. اختلاف‌های فشار جوی همچنین سرچشمهٔ گردش عمومی جو هستند، در حالی‌که توده‌های هوا به‌وسیلهٔ نوارهایی که در آن‌ها دما به‌سرعت تغییر می‌کند از یکدیگر جدا می‌شوند. این نوارها را جبهه می‌نامند. در امتداد این نواحی، بادهای شدیدتری در ارتفاع شکل می‌گیرند. این جریان‌های جتی افقی که رودباد نامیده می‌شوند، جریان‌های باریک و بسیار پرسرعتی از جریان هوا در لایه‌های بالایی تروپوسفر هستند که می‌توانند به سرعت‌های چند صد کیلومتر بر ساعت برسند و طولی هزاران کیلومتری داشته باشند، اما باریک هستند و پهنایی در حد ده‌ها یا صدها کیلومتر دارند.^[۳] رودبادها از غرب به شرق می‌وزند و تأثیر مستقیمی بر الگوهای اقلیمی جهانی دارند.

در سطح زمین، اصطکاک ناشی از زمین و دیگر موانع (ساختمان‌ها، درختان و غیره) می‌تواند به کندشدن و/یا انحراف باد بینجامد و در نتیجه بادی متلاطم‌تر در لایه مرزی جو پدید آورد. این باد همچنین می‌تواند از میان تنگناهایی مانند دره‌ها هدایت شود.^[۴] باد همچنین در امتداد شیب کوه‌ها بالا می‌رود و جریان‌های هوای محلی پدید می‌آورد.

جریان‌های عمودی

جریان‌های عمودی به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:

جریان صعودی یا بالارو (Updraft): ستونی از هوای گرم که به سرعت به سمت بالا حرکت می‌کند. این جریان‌ها عامل اصلی تشکیل ابرهای باران‌زای متراکم (کومولونیمبوس)، توفان‌های تندری و آذرخش هستند. گلایدرها و پرندگان شکاری از این جریان‌ها برای اوج‌گیری استفاده می‌کنند.
جریان نزولی یا پایین‌رو (Downdraft): ستونی از هوای سرد و مرطوب که به سمت سطح زمین سقوط می‌کند. این جریان‌ها معمولاً همراه با بارش شدید باران یا تگرگ هستند و پدیده‌های خطرناکی مانند ریزپکش را ایجاد می‌کنند.

القای مکانیکی

حرکت‌های عمودی زمانی رخ می‌دهند که در سطوح مختلف جو، همگرایی و واگرایی وجود داشته باشد. برای نمونه، در نزدیکی رودباد، بادها هنگام نزدیک‌شدن به شدیدترین ناحیهٔ آن افزایش می‌یابند و هنگام دورشدن کاهش می‌یابند. بدین‌ترتیب، نواحی‌ای هستند که در آن‌ها هوا انباشته می‌شود و باید فرونشیند، در حالی‌که در نواحی دیگر، کاهش هوا وجود دارد و جریانی رو به بالا از لایه‌های پایین‌تر پدید می‌آید. این جریان‌های رو به بالا یا رو به پایین نسبتاً پراکنده خواهند بود.

از سوی دیگر، موانعی مانند کوه‌ها هوا را به‌سمت بالا یا پایین می‌رانند، گاه به‌سرعت. از آنجا که این موانع بسیار محلی هستند، این جریان‌ها تنها نواحی بسیار محدودی را تحت تأثیر قرار می‌دهند و بنابراین راهروهایی پدید می‌آورند.^[۵]

القای گرمایی

گلایدر در حال صعود در یک ستون گرمایی (ترمال)

ستون‌های گرمایی (ترمال‌ها) از اختلاف‌های محلی دما، فشار یا غلظت ناخالصی در راستای عمودی پدید می‌آیند. اختلاف‌های دمایی می‌توانند جریان‌های هوا ایجاد کنند، زیرا هوای گرم‌تر از هوای سردتر چگال‌تر نیست، به همین دلیل هوای گرم «سبک‌تر» به نظر می‌رسد؛ بنابراین، اگر هوای گرم زیر هوای سرد قرار گیرد، با جابه‌جایی جای یکدیگر، جریان‌های هوا شکل می‌گیرند. جریان‌های هوا به‌دلیل گرمایش ناهمگون سطح زمین پدید می‌آیند.^[۵]^[۶]

اهمیت و کاربردها

هوانوردی: جریان‌های صعودی و نزولی می‌توانند باعث ایجاد آشفتگی هوایی (توربولانس) شوند که برای هواپیماها خطرناک است. همچنین خلبانان از جریان‌های موافق (مانند رودبادها) برای کاهش مصرف سوخت و زمان پرواز استفاده می‌کنند.
حیات وحش: پرندگان مهاجر و پرندگان شکارچی برای پروازهای طولانی بدون بال‌زدن مداوم، بر روی ستون‌های گرمایی (ترمال‌ها) سر می‌خورند تا انرژی خود را ذخیره کنند.
هوا و اقلیم: جریان‌های هوا سامانه‌های وضع هوا (گرما، سرما، خشکی و بارندگی) را در سراسر کره زمین جابه‌جا کرده و مانع از گرمای بیش از حد استوا یا سرمای مطلق قطب‌ها می‌شوند.^[۷]

جستارهای وابسته

منابع

↑ ["The Coriolis Effect"](https://oceanservice.noaa.gov/education/tutorial_currents/04currents1.html). National Oceanic and Atmospheric Administration. Retrieved 2 September 2024.
↑ ["Geostrophic Wind"](http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/fw/geos.rxml). WW2010. Department of Climate, Meteorology & Atmospheric Sciences. Retrieved 2 September 2024.
↑ خدمات هواشناسی کانادا (January 2011). "5". [AWARE : Winds and General Circulation (5.10 : Jet Stream)](https://web.archive.org/web/20160807104003/http://ec.gc.ca/Publications/F4EA5ABD-20C5-4088-B086-D2262642C7B2/AWARE_e_2011-01-19.pdf) (PDF). محیط زیست و تغییر اقلیم کانادا. pp. 41–44. Archived from the original (PDF) on 2016-08-07. Retrieved April 25, 2016.
↑ ["Outflow jet"](http://glossary.ametsoc.org/wiki/Outflow_jet). Glossary of Meteorology. انجمن هواشناسی آمریکا. Retrieved April 25, 2016.
1 2 ["Orographic lifting"](http://glossary.ametsoc.org/wiki/Orographic_lifting). Glossary of Meteorology. انجمن هواشناسی آمریکا. Retrieved April 25, 2016.
↑ ["Thermal"](http://glossary.ametsoc.org/wiki/Thermals). Glossary of Meteorology. انجمن هواشناسی آمریکا. Retrieved April 25, 2016.
↑ Ahrens, C. Donald (2009). Meteorology Today: An Introduction to Weather, Climate, and the Environment. Cengage Learning. ISBN 978-0-495-55573-5.

[1] ["The Coriolis Effect"](https://oceanservice.noaa.gov/education/tutorial_currents/04currents1.html). National Oceanic and Atmospheric Administration. Retrieved 2 September 2024.

[2] ["Geostrophic Wind"](http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/fw/geos.rxml). WW2010. Department of Climate, Meteorology & Atmospheric Sciences. Retrieved 2 September 2024.

[3] خدمات هواشناسی کانادا (January 2011). "5". [AWARE : Winds and General Circulation (5.10 : Jet Stream)](https://web.archive.org/web/20160807104003/http://ec.gc.ca/Publications/F4EA5ABD-20C5-4088-B086-D2262642C7B2/AWARE_e_2011-01-19.pdf) (PDF). محیط زیست و تغییر اقلیم کانادا. pp. 41–44. Archived from the original (PDF) on 2016-08-07. Retrieved April 25, 2016.

[4] ["Outflow jet"](http://glossary.ametsoc.org/wiki/Outflow_jet). Glossary of Meteorology. انجمن هواشناسی آمریکا. Retrieved April 25, 2016.

[Lift-5] 1 2 ["Orographic lifting"](http://glossary.ametsoc.org/wiki/Orographic_lifting). Glossary of Meteorology. انجمن هواشناسی آمریکا. Retrieved April 25, 2016.

[6] ["Thermal"](http://glossary.ametsoc.org/wiki/Thermals). Glossary of Meteorology. انجمن هواشناسی آمریکا. Retrieved April 25, 2016.

[7] Ahrens, C. Donald (2009). Meteorology Today: An Introduction to Weather, Climate, and the Environment. Cengage Learning. ISBN 978-0-495-55573-5.

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

[۶]

[۷]