Jetstrømmer

Hva en jetstrøm er

En jetstrøm er et smalt belte med sterk vestavind i øvre troposfære (NOAA, u.å.). Ordet «smalt» er nøkkelen. Vestavindsbeltet ved bakken dekker tusenvis av kilometer i bredden. Jetstrømmen er derimot bare noen hundre kilometer bred og et par kilometer dyp, men den kan være mange tusen kilometer lang. Tenk deg en elv i lufta: strømmen er sterkest i en trang renne midt i, og svakere ut mot sidene.

Farten i kjernen ligger typisk mellom 100 og 250 km/t. De sterkeste vinterkjernene kan passere 400 km/t. Retningen er nesten alltid fra vest mot øst. Det er ikke tilfeldig, og vi skal se hvorfor litt lenger ned.

Jetstrømmen ble oppdaget nettopp fordi den er så sterk. Under andre verdenskrig fløy amerikanske bombefly vestover mot Japan i stor høyde og oppdaget at de nesten sto stille i lufta. De hadde flydd rett inn i en motvind ingen visste om.

Slik kan du se den fra bakken

1Striper i samme retning2Bakken merker ingenting

1. 1Cirrus dras ut til parallelle bånd av vinden i høyden.
2. 2Vinden du kjenner ved bakken, kan være helt annerledes.

Flytrafikken lever av dette. En rute fra New York til Oslo går med jetstrømmen i ryggen og er ofte omtrent en time kortere enn turen andre veien. Piloter søker aktivt opp kjernen østover og styrer utenom den vestover. Rett utenfor kanten av jeten endrer vindfarten seg brått over kort avstand, og der ligger mye av den klarværsturbulensen fly møter uten en sky i sikte.

Rutefly ligger midt i den

1Vind fra vest2Marsjhøyde 10–12 km

1. 1Medvind østover, motvind vestover. Timer i forskjell.
2. 2Skarp vindendring ved kanten gir klarværsturbulens.

To jetbelter, ikke ett

Det er lett å snakke om «jetstrømmen» i entall. På hver halvkule finnes det to, og de har ulik jobb.

Polarfrontjeten ligger over polarfronten, der kald polarluft møter mildere luft fra sør. I snitt ligger den rundt 50–60° nord, men den meandrerer, og kan i perioder stå så langt sør som 40° eller så langt nord som 70°. Høyden er typisk 8–12 km. Det er denne som styrer lavtrykkene inn mot Norge, og den er den mest variable av de to.

Den subtropiske jetstrømmen ligger nær 30° bredde, ved polveggen av Hadleycellen, altså over det subtropiske høytrykket og nedsynkingen som lager ørkenene. Den ligger høyere enn polarfrontjeten, typisk 10–16 km, fordi tropopausen er høyere der. Den er jevnere og mer forutsigbar, og betyr mest for monsun og for været i subtropene.

Begge er vestlige. Det henger sammen med at luften i høyden strømmer polover og blir dreid mot øst av coriolis. Om vinteren kan de to beltene i perioder nærme seg hverandre eller slå seg sammen over deler av kloden.

Du kan også møte begrepet polar natt-jet. Den er noe annet: en vestavind i stratosfæren over vinterpolen, høyt over de to jetbeltene vi snakker om her. Den hører hjemme i diskusjonen om ozon og plutselige stratosfæriske oppvarminger, ikke i den vanlige forklaringen av norsk vær.

Polarfronten er adressen til den viktigste jeten

1Kald polarluft2Mildere luft sørfra3Jeten ligger over grensen

1. 1Kald, tett luft nord for fronten.
2. 2Mildere, tykkere luftsøyle sør for fronten.
3. 3Størst kontrast gir sterkest jet, rett over fronten.

Hvorfor den finnes: varme, trykk og rotasjon

Alt starter med at sola varmer tropene mer enn polene. Det gir luftsøyler med ulik temperatur, og det er forskjellen mellom søylene som til slutt blir en jetstrøm. Men bildet ved bakken og bildet i høyden ser helt ulikt ut, og du må holde dem fra hverandre.

Ved bakken veksler det mellom fire belter. Varm luft stiger nær ekvator: lavtrykk og byger i ITCZ. Luften synker i subtropene: høytrykk, ørken og passater. Ved polarfronten møtes kald og mild luft: vandrende lavtrykk. Over polen synker kald, tett luft: polarhøytrykk.

I høyden er mønsteret mye enklere. Varm luft utvider seg, så en varm luftsøyle er tykkere enn en kald med samme trykk ved bakken. Går du opp til for eksempel 10 km, har du da mer luft over deg der søylen er varm enn der den er kald. Trykket i høyden blir høyere over tropene og lavere over polarluften. Trykkgradienten i høyden peker altså polover, hele veien.

Så snart luften får fart mot polen, dreier coriolis den mot høyre på nordlig halvkule. En polgående strøm blir dermed en vestavind. Høyt oppe er det ingen friksjon fra bakken som bremser, så vinden legger seg langs isobarene og blir geostrofisk. Det er derfor jetstrømmen kan bli så sterk nettopp der, og derfor den nesten alltid går vestfra.

Neste spørsmål: hvorfor er vinden sterkest akkurat ved tropopausen, og ikke lenger opp? Fordi hellingen på trykkflatene bygger seg opp gjennom hele troposfæren. Så lenge det blir kaldere mot polen, blir hver trykkflate litt brattere enn den under, gradienten litt større, og vinden litt sterkere. Denne sammenhengen — temperaturkontrast på tvers gir vindøkning oppover — kalles termisk vind.

Over tropopausen snur det. Den tropiske tropopausen ligger høyere og er kaldere enn den polare, så høyt oppe er det ikke lenger varmest mot ekvator. Kontrasten snur, vinden slutter å øke og avtar igjen. Maksimum ligger i overgangen — og det maksimumet er jetkjernen. Det forklarer også hvorfor jetene sitter akkurat der tropopausen har et hopp i høyde: ved 30° og ved polarfronten.

Merk konsekvensen av termisk vind: jetstrømmens styrke er et mål på temperaturforskjellen under den. Stor kontrast mellom tropene og polene gir sterk jet. Krymper kontrasten, svekkes jeten. Den regelen skal vi bruke både om årstider og om klimaendringer lenger ned.

Zonal og meridional form

Jetstrømmen går sjelden helt rett. Den har to grunnformer, og det er formen — ikke først og fremst styrken — som avgjør hva slags vær du får.

Zonal form: jeten går nesten rett vest–øst, parallelt med breddegradene. Lavtrykkene langs polarfronten vandrer raskt østover. Været skifter ofte, og ingen værtype rekker å sette seg. Vestavindsbeltet er sterkt.

Meridional form, eller bølgeform: jeten svinger i store bølger mot nord og sør. Det er Rossby-bølger. En bølgetopp som peker mot polen kalles en rygg og fører mild luft nordover. En bølgedal som peker mot ekvator kalles et tråg og fører kald luft sørover. Nå flyttes luftmasser langt på tvers av breddegradene, og en kuldebølge i Nord-Europa kan sitte i samme bølgetog som en hetebølge lenger sør.

Hvorfor svinger den i det hele tatt? Tre ting drar i den. For det første endrer coriolis seg med breddegraden: den er null ved ekvator og sterkest ved polene. Luft som beveger seg nordover, kommer inn i et område der dreiningen er sterkere, og luft som beveger seg sørover møter svakere dreining. Luftkolonnen «husker» rotasjonen den hadde, og resultatet er at en bane som først bøyer av, svinger tilbake igjen — altså en bølge.

For det andre setter fjellkjeder og forskjellen mellom land og hav opp faste bølger. Klippfjellene i Nord-Amerika og Himalaya tvinger strømmen til å bøye av og forankrer trågene et stykke nedstrøms. For det tredje kan kraftig tropisk konveksjon sende bølger nordover og endre hvor rygger og tråg legger seg.

Når en rygg blir stående i dagevis, kalles det blocking. Vestavindsbeltet stanser opp, og lavtrykkene må gå rundt. Da står været. Det er den samme situasjonen som gir langvarig kulde om vinteren og langvarig tørke og hete om sommeren.

Samme bølge, motsatt vær

1Kuldeutbrudd

Under tråget: kald luft sørover

2Hetebølge og tørke

Under ryggen: nedsynking og hete

Fra jetstrøm til lavtrykk

Vi sier at jetstrømmen «styrer lavtrykkene». Det er verdt å se nøyaktig hvordan, for det er her mange svarer upresist til eksamen.

Jetstrømmen har ikke samme fart hele veien. Inne i den ligger biter der vinden er ekstra sterk, ofte kalt jetkjerner eller jet streaks. Luft som strømmer inn i en slik kjerne akselererer, og luft som forlater den bremser. Der luften bremser og sprer seg i utløpet, blir det divergens: det fjernes luft fra toppen av luftsøylen. Divergensen er sterkest på nordsiden av utløpet.

Når luft forsvinner ut av toppen, må noe erstatte den. Luft nedenfra stiger, vekten av søylen minker, og trykket ved bakken faller. Lavtrykket dypner. Ved bakken strømmer luft inn mot det, blir tvunget opp, avkjøles, og vanndampen kondenserer til skyer og nedbør. Har lavtrykket i tillegg kald og varm luft liggende side om side — noe det har langs polarfronten — kan bølgen vokse av seg selv ved å bytte temperaturkontrast mot rotasjon. Det kalles baroklin ustabilitet.

Fordi hvert nytt lavtrykk fødes og forsterkes under jeten, følger de hverandre østover langs omtrent samme spor. Det sporet er stormbanen. Flytter jetstrømmen seg, flytter stormbanen seg med — og dermed også hvor det regner og blåser.

Lavtrykk på rekke og rad

1Ungt lavtrykk2Modent3Mot Norge

1. 1Nytt lavtrykk dypner under utløpet av jetkjernen.
2. 2Spiralen strammes mens det vandrer østover.
3. 3Stormbanen ender ofte mot Norskehavet og kysten.

Her ligger den viktigste presiseringen på hele siden. Det blir ikke våtere under jeten fordi jetstrømmen selv er en regnsky. Den ligger 8–12 km oppe og inneholder nesten ikke vann. Nedbøren kommer ved bakken, i lavtrykkene den styrer, og der fjellene løfter lufta ekstra.

Årstid: sterkest om vinteren

Bruk regelen om termisk vind. Om vinteren står polen i mørke og kjøles kraftig ned, mens tropene fortsatt får sol. Temperaturkontrasten mellom ekvator og pol er da på sitt største, og polarfrontjeten blir sterk. Samtidig trekker polarfronten sørover, og jeten følger med.

Om sommeren varmes Arktis opp. Kontrasten krymper, jeten svekkes og trekker nordover. Derfor er de kraftige lavtrykkene og de store stormene i Norge et vinterfenomen, mens sommeren oftere gir svakere systemer og lengre perioder med samme vær.

Svingninger som flytter jeten

Jetstrømmen ligger ikke likt fra år til år. Noen svingninger i hav og atmosfære flytter den systematisk, og tre av dem bør du kunne.

NAO er trykkforskjellen mellom Azorhøytrykket og Islandslavtrykket (NOAA, u.å.). Dette er den viktigste for Norge, rett og slett fordi den sitter i Nord-Atlanteren, der været vårt lages. Er forskjellen stor, er gradienten stor, og polarfrontjeten blir sterk og ligger langt nord. Er forskjellen liten, svekkes jeten, den trekker sørover eller brytes opp i blocking.

Scenen for NAO

HAzorhøytrykkLIslandslavtrykk

1. HHøytrykk i sør: luften synker, ofte klarere.
2. LLavtrykk i nord: luften stiger, her går stormbanen.

ENSO er koblingen mellom hav og atmosfære i det tropiske Stillehavet, med en syklus på to til sju år (NOAA, u.å.). Den flytter hvor tropisk luft stiger, og der luften stiger, mates jetstrømmene. I en El Niño-fase forsterkes den subtropiske jeten over Nord-Stillehavet og strekker seg østover mot sørvestlige USA, stormsporet over USA legger seg sørligere, det blir tørke og brannvær i Indonesia og østlige Australia, og mer nedbør langs kysten av Ecuador og Peru. I en La Niña-fase ligger jeten lenger vest og nord, Indonesia og Australia får mer regn, kysten av Peru blir tørrere, og Nord-Amerika får et nordligere stormspor. For Norge er koblingen indirekte og langt mer usikker enn NAO.

ENSO flytter der luften stiger

1Varmt vann: luft stiger2Jeten flytter seg

1. 1Oppstigningen sitter over det varmeste havet.
2. 2Flyttes oppstigningen, flyttes jetstrømmen.

IOD, den indiske dipolen, er en øst–vest-svingning i det tropiske Indiahavet. Ved positiv IOD blir det mer regn og flom i Øst-Afrika, tørke og brannvær i Indonesia og sørvestlige Australia, og monsunen over India kan forsterkes. Ved negativ IOD snur mønsteret. IOD flytter først og fremst den subtropiske jeten over Indiahavet og Australia. Koblingen til polarfrontjeten over Atlanteren er indirekte.

Norge under jetstrømmen

Norge ligger midt i det området polarfrontjeten vandrer over. Noen få hundre kilometer forskyvning nord eller sør endrer hele vinteren. Det enkleste er å tenke i tre posisjoner.

Jeten ligger nord for oss. Da treffer de fleste lavtrykkene Nord-Norge og Barentshavet. Sør-Norge kan ligge i den milde luften sør for jeten, med færre kraftige systemer.

Jeten ligger over oss. Da går stormbanen rett inn over kysten. Lavtrykkene kommer på rekke, vestavinden er fuktig, og fjellene løfter lufta. Vestlandet får orografisk nedbør på losiden, mens Østlandet oftere ligger i regnskygge. Dette er den klassiske milde, våte og urolige norske vinteren.

Jeten ligger sør for oss. Da treffer lavtrykkene De britiske øyer, Nordsjøen og Biscaya, eller går inn i Middelhavet. Skandinavia får oftere kald, tørr og mer kontinental luft, gjerne med inversjon i dalene.

Oversatt til NAO: ved positiv NAO ligger jeten langt nord og er sterk, stormbanen går mot Island, Norskehavet og Nord-Norge, Sør- og Midt-Norge får milde og våte vintrer, Middelhavet blir tørrere, og Grønland og Labrador kaldere. Formen er mer zonal. Ved negativ NAO svekkes jeten, ligger lenger sør eller brytes i blocking, Sør-Europa får mer nedbør og storm, og Skandinavia får oftere kald vinter. Formen er mer meridional.

Blocking over Skandinavia er et eget kapittel. Om vinteren gir det klarvær, utstråling og kald luft som samler seg i dalbunnene som inversjon. Om sommeren gir det tørt og varmt vær. Mekanismen er den samme som over Sahara: nedsynking, få skyer og mye innstråling ved bakken.

Blocking over Skandinavia om vinteren

1Nedsynking, klart2Kaldluft i dalbunnen

1. 1Ryggen står. Luften synker, skyene løses opp.
2. 2Utstråling om natten. Kald luft samles: inversjon.

Endrer jetstrømmen seg med klimaet?

Arktis varmes to til fire ganger raskere enn kloden som helhet. Det kalles arktisk forsterkning. Bruker du regelen om termisk vind rett, følger hypotesen nesten av seg selv: når polen varmes mest, krymper temperaturkontrasten i nedre troposfære, jeten svekkes, og en svakere jet meandrerer lettere. Det skulle gi mer blocking og flere langvarige kuldeutbrudd — selv om kloden totalt sett blir varmere.

Det er en hypotese, ikke en konklusjon, og du bør presentere den som det. IPCC AR6 har lav konfidens for regionale endringer i nordlige jetstrømmer og stormbaner, særlig over Nord-Atlanteren om vinteren (IPCC, 2021). Én grunn er at gradientene konkurrerer: nede varmes Arktis og kontrasten svekkes, men oppe i den tropiske øvre troposfæren varmes det også kraftig, og der styrkes kontrasten. De to drar jetstrømmen hver sin vei. En annen grunn er at den naturlige variasjonen fra år til år er stor.

Legg også merke til at én mye brukt påstand peker motsatt vei av det man kanskje forventer: blocking over Grønland og Nord-Stillehavet ventes å bli sjeldnere i høye utslippsscenarioer, med middels konfidens. Det er altså ikke dekning for å si at «klimaendringene gir mer blocking».

Til slutt en nyanse som ofte blandes sammen. En meandrerende jet kan gi kuldeperioder også i en varmere verden. Men global oppvarming hever hele temperaturfordelingen, og AR6 har høy konfidens for at kuldeekstremer blir sjeldnere og mindre kalde. En kald uke i Europa i 2040 kan altså godt skje — den vil bare sannsynligvis være mildere enn en tilsvarende uke i 1960.

Viktige begreper

Jetstrøm

Smalt, sterkt belte med vestavind i øvre troposfære. Noen hundre km bredt, tusenvis langt.

Polarfrontjet

Jeten over polarfronten, 8–12 km oppe, i snitt 50–60° nord. Styrer lavtrykkene mot Norge.

Subtropisk jet

Jeten nær 30°, ved Hadleycellens polvegg. Ligger høyere, typisk 10–16 km.

Termisk vind

Vestavinden øker oppover så lenge det blir kaldere mot polen. Stor kontrast gir sterk jet.

Rossby-bølger

Bølger på jetstrømmen. Rygg mot polen med mild luft, tråg mot ekvator med kald luft.

Meandering

At jetstrømmen svinger nord–sør i stedet for å gå zonal.

Blocking

En rygg som blir stående. Vestavinden stanser, og været står i dagevis.

Divergens

Luft som sprer seg. Skjer det i jetens utløp, faller trykket ved bakken.

Stormbane

Sporet lavtrykkene følger, like under jetstrømmen. Flytter jeten seg, flytter sporet seg.

NAO

Trykkforskjellen Azorene–Island. Viktigste svingningen for jeten inn mot Norge.