高速气流

提示：此条目页的主题不是射流 (流体)（英语：Jet）。

高速气流（英语：Jet Stream），或称喷射气流、高空急流、极锋喷流、喷流^[1]、激流，是行星尺度的大气环流。在地球上，指数条围绕地球的强而窄的高速气流带，集中在对流层顶，在中高纬西风带内或在低纬度地区都可出现。其水平长度达上万公里，宽数百公里，厚数公里。中心风速有时可达每小时200至300公里的偏西风，而且可以有一个或多个风速极大中心，具有强大的水平风切变和垂直风切变。高速气流附近亦有强大风切变，这也是所谓飞机上的乱流。

高速气流位置

美国百年飞行委员会介绍喷射气流的漫画

发现

喷射气流是在1920年代，由日本气象学家大石和三郎（Wasaburo Oishi）发现的。他在富士山附近的某个地点进行追踪了飞行员气球，也称为pibals（用来测定高层风的气球），当它们升高至对流层顶时发现到喷射气流的存在。大石的论文在日本以外的国家广为人知。

过了20年后，第二次世界大战时，美国B-29轰炸机在日本进行轰炸时无意中也发现喷射气流的存在。当时是人类首度开发出具有舱压而且能长时间飞超高空的飞机，自西岸与阿拉斯加等美军基地起飞，朝向日本群岛向西飞的B-29轰炸机的机员曾发觉某种奇妙的现象，即在引擎正常运作而没有机械故障的征兆下，仪器的指针却显示飞机的移动速度很慢；此外，在执行轰炸时也会非常容易错过目标区。经研究后才发现，日本上空有一道喷射气流由西向东一直到美洲。在高空中以数百公里时速由西向东吹的喷流会大大减低飞机前进的速度，反之则会极大加快到美国的速度。因此从亚洲飞往北美和加拿大的航机多会取道这高速气流带，以缩短航程和节省燃油，而回程则可能会取道北极航线。

极地急流与副热带急流

极地急流与副热带急流的经向切面

北半球极地急流的曲流的形成：(a), (b)；最终形成冷空气南下气团：(c)。橙色为暖气团，靛色为冷气团。

极地高空急流一般出现在大气层250百帕，即海拔7至12千米（23,000至39,000英尺）处。更弱的亚热带高空急流的高度更高，海拔10至16千米（33,000至52,000英尺）。夏季，北半球极地急流偏北；冬季，北半球极地急流偏南。高空急流的宽度为数百公里，厚度小于5千米。

高空急流的路径为曲流形状，曲流的形状自西向东传播，但速度（即“相速度”）要大大小于实际风速。环绕地球的高空急流一般有4-5个大尺度的罗斯贝波，这是由地球自转的科氏力（英语：Coriolis Force）导致的。高空急流的曲流发展，最终会形成与高空急流脱离的单独的气旋与反气旋。

高空急流的风速超过每小时90千米，最大记录是每小时398千米。

全球大气环流模型，红圈处就是高速气流的切面

应用

在北半球，极锋喷流（英语：Polar Jet Stream）对于航空界跟气象预报来说，是很重要的。因为极锋喷流的速度比副热带喷射气流（英语：Subtropical Jet Stream）来的快，且出现在比较低的高度。且极锋喷流涵盖了北半球的大部分国家。相较之下，南半球的极锋喷流徘徊在南极洲，或有时出现在南美洲。

航空界

喷射气流的位置对于航空界来说是非常重要的。

未来能源

科学家正在研究数种方法，期待能利用喷射气流产生能源。

无动力武器

第二次世界大战要结束时，日本人的气球炸弹被设计成便宜的武器，试图想要利用喷射气流跨越太平洋上空，抵达加拿大跟美国的西岸。但最后证实这些武器非常的没有效率，因为只用在最后的几场战役，且只造成六个人死亡（二战期间美国本土仅有的战争死亡事件）跟少数的损伤（最后一次释放的一个纸气球降落在输电线只有造成原子弹原料钚生产工厂的停电）。^[2]

参考资料

1. 存档副本. [2020-12-05]. （原始内容存档于2021-04-17）.
2. The Fire Balloons. [2014-12-06]. （原始内容存档于2016-03-03）.

外部链接

What causes the jet stream? （页面存档备份，存于互联网档案馆）