Het wordt steeds duidelijker dat de atmosferische straalstroom een cruciale rol speelt in de verandering van het weer. Hoe gaat dat precies in zijn werk?
In 2018 publiceerde de Vlaamse klimaatexperte Valerie Trouet met twee collega’s een intrigerend artikel in het vakblad Nature Communications. Aan de hand van analysen van jaarringen van bomen hadden ze ontdekt hoe sinds de jaren 1960 de fluctuaties in het traject van de noordelijke straalstroom boven Europa waren toegenomen. Hun meetwerk ging terug tot het jaar 1725. De conclusie was ondubbelzinnig: de voorbije halve eeuw nam het aantal jaren met extreme posities van de straalstroom ‘op nooit eerder geziene wijze’ toe.
Een recente publicatie in Nature Geoscience, gebaseerd op de analyse van chemische eigenschappen van jaarringen in Europese eiken, ging terug tot het jaar 75 voor Christus. Ze bevestigde de conclusie van Trouet en haar collega’s: de huidige opeenvolging van droge zomers in Europa is ‘uitzonderlijk’ en is mede een gevolg van veranderingen in het gedrag en de positie van de straalstroom. Nooit eerder in de onderzochte tweeduizend jaar gebeurde er iets vergelijkbaars, wat de link naar de door de mens in de hand gewerkte klimaatopwarming bevestigt.
Jaarringen zeggen iets over het klimaat waarin bomen gedijen. Zo konden de onderzoekers weersituaties in onze regio vergelijken met die in het zuiden van Europa. Ze vonden regelmatig hetzelfde patroon als deze zomer: minder goed weer met hevige regens bij ons versus een loodzware hittegolf in Griekenland en zware bosbranden in Italië en Turkije. De voorbije jaren was het vaak andersom: hitte en droogte bij ons, regen en overstromingen in Zuid-Europa.
Dat heeft onder meer te maken met de positie van de straalstroom: als hij zich wat noordelijker boven ons halfrond bevindt, krijgen wij te kampen met hittegolven en het zuiden met overstromingen, maar als hij zich zuidelijker beweegt, zitten wij in de regen en kreunen ze in het zuiden onder hoge temperaturen. Vergelijkbare verschillen kunnen zich in de winter voordoen. Trouet, die in de Verenigde Staten werkt, legde een verband tussen extreme winterkoude in het noordoosten van de VS en uitzonderlijke droogte in het zuidwesten.
500 kilometer per uur
De straalstroom linkt niet alleen het noorden aan het zuiden, maar ook het westen aan het oosten. De extreme hittegolf die in juni het noordwesten van de Verenigde Staten teisterde, leidde ertoe dat er bij ons zo veel wateroverlast was. De straalstroom is een gigantische windsnelweg die zich op zo’n 10 kilometer hoogte van west naar oost beweegt. Hij haalt windsnelheden tot 500 kilometer per uur. Hij is amper 5 kilometer hoog, maar honderden kilometers breed en duizenden kilometers lang.
De straalstroom heeft een grote invloed op ons weer – dat weet iedere iets oudere tv-kijker sinds de historische weerman Armand Pien, in zijn tijd de bekendste Vlaming, hem opvoerde in zijn weerbericht. Hoewel het idee van een straalstroom al in de negentiende eeuw circuleerde, werd de term pas in 1939 voor het eerst gebruikt. De straalstroom is zo’n complex fysisch gegeven dat wetenschappers er nog altijd nieuwe kennis over vergaren. Sinds 2016 groeit de consensus dat de straalstroom een sleutelrol speelt in de manier waarop de klimaatopwarming zich vertaalt in ons weer.
Eenvoudig gezegd ontstaat de straalstroom door een botsing tussen koudere luchtlagen uit het noorden met warmere uit het zuiden. Dat veroorzaakt een sterke luchtcirculatie in de contactzone. Die luchtstroom volgt de rotatie van de aarde van west naar oost, als gevolg van het zogenoemde corioliseffect: een aanpassing van de beweging van de luchtstroom aan het feit dat zones aan de evenaar – door de rotatie van onze bolvormige planeet – veel sneller bewegen dan zones aan de polen. Het corioliseffect is krachtiger als de snelheid van de straalstroom hoger is.
En daar wringt hem de schoen. Doordat het klimaat aan de Noordpool sneller opwarmt dan in zuidelijker regionen, vermindert het temperatuurverschil tussen noord en zuid, wat vooral in de zomer uitmondt in een minder sterke aandrijving van de straalstroom en een vermindering van het corioliseffect. De gemiddelde windsnelheid in de straalstroom zou tussen 1980 en 2010 met 10 procent zijn afgenomen. Daardoor beweegt hij minder in een rechte lijn en volgt een meer meanderend golfpatroon. De golven staan in de natuurkunde bekend als rossbygolven: natuurlijke golfverschijnselen in zowel de oceaan als de atmosfeer die eveneens een gevolg zijn van het om haar as draaien van de aarde.
Ligt de straalstroom iets noordelijker, dan krijgen wij te kampen met hittegolven.
Door het meanderen ontstaan er pieken en dalen in het verloop van de straalstroom: de pieken steken uit in noordelijke richting en worden gevuld met warme lucht uit het zuiden, wat aanleiding geeft tot de vorming van hogedrukgebieden. Omgekeerd komen er dalen in zuidelijke richting waarin koudere noordelijke lucht stroomt, wat lagedrukgebieden geeft. Door het sputteren van de straalstroom kunnen weersystemen boven bepaalde regio’s worden vastgehouden. Het weer raakt er ‘geblokkeerd’. Zo slepen regenvlagen die anders een dag zouden duren dagen aan, en worden hittegolven van normaal een week gerekt tot drie weken.
Tien breedtegraden
Wetenschappers zochten naar patronen in de hittegolven en overstromingen in het Europese deel van het noordelijk halfrond in 2018. Ze ontdekten, volgens hun publicatie in Environmental Research Letters, zeven pieken en dalen in de straalstroom die ze konden linken aan zowel de hittegolven (in de pieken) als de overstromingen (in de dalen). Er zijn indicaties dat zo’n zevenpiekenpatroon zich al eerder deze eeuw heeft voorgedaan, én dat de frequentie ervan toeneemt. Er zijn ook aanwijzingen dat de frequentie zal blijven toenemen als we er niet in slagen de klimaatopwarming onder controle te brengen.
Er woedt een wetenschappelijk debat over de precieze link tussen de klimaatverandering en de straalstroom, maar de gegevens die een nauw verband suggereren stapelen zich op. Het aantal klimaatrampen is niet meer bij te houden. In veel regio’s evolueert warm weer naar heet weer en worden buien standaard stortbuien. Zowel de intensiteit als de frequentie van weerextremen zit in de lift. Extreem weer en natuurrampen worden de norm, stellen meer dan veertienduizend wetenschappers in een gezamenlijke publicatie in BioScience.
Om het nog erger te maken, kwam een analyse in Science tot de conclusie dat de straalstroomeffecten zelf versterkt kunnen worden door de klimaatopwarming. Door de opwarming zou de straalstroom naar het noorden opschuiven. Een verschuiving van tien breedtegraden richting noorden zou, volgens simulaties, de frequentie van het soort straalstroomblokkades dat nu voor zo veel ellende zorgt, vertienvoudigen. Die inzichten versterken de urgentie om de klimaatopwarming aan te pakken. We zitten nu al op ramkoers met de straalstroom, die zo’n groot effect op ons welzijn heeft. En wat we nu meemaken, is nog maar het begin van de ellende.
