Den subtropiska Midgårdsormen

Som en Midgårdsorm slingrar sig den subtropiska jetströmmen runt jorden på cirka 30° latitud. Det är det kraftigaste och mest omfattande vindsystemet i vår atmosfär med vindar som kan uppgå till dubbel orkanstyrka.

Med en ständig strålningsuppvärmning av luften i tropikerna, och en kraftig utstrålningsavkylning i polartrakterna kunde man kanske vänta sig att atmosfärens allmänna cirkulation liknade en hemisfärisk sjöbriscirkulation. Uppvärmd tropikluft som stiger och strömmar mot polerna och avkyld polarluft som sjunker och strömmar mot ekvatorn.

Men corioliseffekten, jordrotationens strävan att återföra all rörelse till utgångspunkten, sätter stopp för varje sådan gigantisk pol-ekvatorcirkulation. Jordrotationens återhållande effekt på varje luftcirkulation kan vi märka redan en solig sommarförmiddag vid kusten.

När sjöbrisen kommer igång strömmar den först rakt in från havet, men vrider sedan sakta medurs när corioliskraften söker få luftmassorna att återvända i cirkelrörelser. Sent på eftermiddagen har sjöbrisen ofta ställt in sig parallellt med kustlinjen. Det är därför som sjöbrisen ibland kallas "solgångsvind".

Den subtropiska jetströmmen

Samma sak sker när varm luft från tropikerna accelereras bort från ekvatorn. En temperaturskillnad på 40 grader mellan pol och ekvatorn skulle på cirka 10 km höjd medföra en nord-sydlig tryckskillnad som skulle accelerera luften med 0,7 mm/sek².

Det låter inte mycket, men efter ett dygn skulle denna lilla acceleration ha fått upp luften i en hastighet på 60 m/s och fått den att tillryggalägga en sträcka på 2580 km, motsvarande 22,5° latitudgrader.

När luften accelereras bort från ekvatorn påverkas den i växande grad av corioliskraften som försöker tvinga den tillbaka i en medursrörelse, mot ekvatorn och högre tryck. Denna transport av luft mot högre tryck skärper lufttrycksskillnader och accelerationen bort från ekvatorn ökar.

Så småningom når de två motstridiga krafterna en balans som resulterar i att den accelererade luften drivs österut. Med den rotation och uppvärmning som vi har inträder balansen kring 30° latitud och det är där vi påträffar den subtropiska jetströmmen, som uppgår till 40-70 m/s, dvs 10-15% hastigare än jordytans rörelse.

Beroende av planetens rotationshastighet

Om jorden roterade långsammare skulle corioliskraften och den återförande effekten bli svagare, luften skulle nå längre norrut och hinna accelereras upp till högre hastigheter.

Roterade jorden fortare skulle den återförande effekten bli kraftigare och luften skulle inte hinna accelereras till högre hastigheter. Den subtropiska jetströmmen skulle bli svagare och vara belägen närmare ekvatorn.

Detta har bekräftats av datorsimuleringar och av de förhållanden som observerats på de snabbt roterande planeterna Jupiter och Saturnus. Deras kraftigaste jetströmmar är bara 2-3 % snabbare än rotations-hastigheten och befinner sig kring ekvatorn. På den långsamt roterande Venus (2-3 m/s) råder däremot vindar på 100 m/s på höga latituder.