Man hört selten etwas davon, aber der Jetstream ist ein atmosphärisches Phänomen, das so bedeutende Aspekte wie das Klima oder, in der Luftfahrt, die Dauer, Stabilität bestimmter Flüge und sogar die Wirtschaftlichkeit von Fluggesellschaften beeinträchtigen kann.
Dies sind die enormen Luftströme, die mit hoher Geschwindigkeit in unserer Atmosphäre zirkulieren. Im Allgemeinen handelt es sich, wenn von „Jetstream“ die Rede ist, um zwei konkrete Erscheinungen: Den Polarfront-Jetstream und den Subtropen-Jetstream, zwei wichtige Phänomene, die einen wesentlichen Teil der weltweiten Klimamuster bilden.
Enorme Luftströme, die sich in der Atmosphäre mit hohen Geschwindigkeiten bewegen und das Klima, und in ganz spezifischer Weise den Flugverkehr, signifikant beeinflussen.
Laut Weltwetterdienst ist ein Jetstream „ein starker und schmaler Luftstrom, der sich entlang einer nahezu horizontalen Achse in der hohen Troposphäre oder in der Stratosphäre bewegt und durch einen ausgeprägten vertikalen und horizontalen Scherwind gekennzeichnet ist. Er bewegt sich gewöhnlich über Tausende von Kilometern in einem Band von mehreren hundert Kilometern Breite und einer Höhe von mehreren Kilometern“. Es ist eigentlich kein Phänomen, das nur auf der Erde auftritt, es wurde auch in der Atmosphäre anderer Planeten unseres Sonnensystems beobachtet.
Es gibt verschiedene Jetstreams in unserer Atmosphäre, die sich in der Tropopause bilden, dem Übergangsbereich zwischen der Troposphäre und der Stratosphäre. Die Tropopause liegt in einer variablen Höhe, die zwischen 9000 Meter an den Polen und 17000 Meter am Äquator beträgt, sie ist ein für die Flugnavigation sehr wichtiger Bereich, da hier der Hauptteil des Reiseflugs im kommerziellen Flugverkehr abgewickelt wird. In der Troposphäre verringert sich die Umgebungstemperatur mit der Höhe bis sie Werte um -60 ºC erreicht, während ab der Tropopause im Anstieg zur Stratosphäre die Temperatur ansteigt und im Bereich von 0 ºC liegt.
Unabhängig von der Hemisphäre, auf der man sich befindet, strömen die Winde der Jetstreams von West nach Ost mit Geschwindigkeiten, die zwischen 125 und 225 Kilometern pro Stunde liegen, obwohl sie auch 400 Kilometer pro Stunde übersteigen können. Ihre Physiognomie ist sehr variabel, auch wenn lange geschlängelte Luftströme vorherrschen, die sich konstant entwickeln und sich gelegentlich in höhere oder geringere Höhen verschieben. Sie verzweigen sich und verbinden sich wieder, schaffen Wirbel und verändern die Strömung, abhängig von unterschiedlichen Faktoren. Sie werden hauptsächlich durch eine Kombination der Rotationseffekte des Planeten um seine Achse und die atmosphärische Erwärmung durch die Sonneneinstrahlung hervorgerufen.
Auf beiden Hemisphären, der nördlichen und der südlichen, existiert ein Polarfront-Jetstream und ein Subtropen-Jetstream. Auf der nördlichen Hemisphäre bewegt sich der Polarstrom über den mittleren und hohen Breiten bei ungefähr 60º (über Asien, Europa und Nordamerika, ebenso dem Pazifik und dem Nordatlantik). Auf der südlichen Hemisphäre jedoch beschränkt sich der Polarstrom fast in seinem gesamten Verlauf auf den antarktischen Kontinent. Im Winter folgen die Jetstreams üblicherweise dem Sonnenstand und bewegen sich in Richtung Äquator, während sie im Frühling wieder zu den Polen zurückkehren. Sie liegen in einer Höhe, die zwischen 8 und 12 Kilometern über dem Meeresspiegel schwankt.
Die Subtropen-Jetstreams entwickeln sich ihrerseits in mittleren Breiten (ungefähr 30º) auf beiden Hemisphären und in größerer Höhe, zwischen 10 und 16 Kilometern, sie sind schwächer ausgebildet als die Polarfront-Jetstreams.
Mit der vertikalen Entwicklung der Jetstreams oder der Trennung und Wiederzusammenführung an einem anderen Punkt werden immense Luftmassen bewegt, die Änderungen an den globalen Klimamustern verursachen.
Im Bereich der Flugnavigation sind diese Phänomene von wesentlicher Bedeutung, um die Turbulenzen zu verstehen, die den Flugverkehr betreffen, oder die Tatsache, dass die Flugzeit für ein und dieselbe Strecke erheblich kürzer oder länger sein kann, je nachdem, ob man nach Osten oder nach Westen fliegt.
Die Reisehöhe der kommerziellen Flüge liegt üblicherweise im Bereich der Tropopause, in der Höhe, in der die Jetstreams zirkulieren. Sie nutzen hier die geringe Dichte der Luft aus, dadurch sind höhere Geschwindigkeiten bei geringerem Kraftstoffverbrauch möglich. Darüber hinaus sind in dieser Höhe keine intensiven meteorologischen Phänomene oder Vögel anzutreffen, die den Flug stören könnten.
Wenn die Piloten der Fluggesellschaften einen Flug planen, ist eines der zu berücksichtigenden Elemente die Position des Jetstreams und seine Intensität entlang der geplanten Strecke. Bei einem Flug, der in Strömungsrichtung des Jetstreams verläuft, kann das Fliegen in dieser sich bewegenden Luftmasse einen zusätzlichen „Schub“ bedeuten, der die Zeit, um diese Strecke zurückzulegen, und den Kraftstoffverbrauch erheblich verringert. Im Gegensatz dazu führt das Fliegen bei starkem Gegenwind zum gegenteiligen Effekt, dies ist der Grund, warum man versucht, sie zu vermeiden und die Reiseroute zu ändern.
Ein sehr deutliches Beispiel für dieses Phänomen ist bei den Flügen zwischen den Vereinigten Staaten, Kanada und Europa beim Überqueren des Atlantischen Ozeans zu beobachten. Unter normalen Umständen dauert ein Flug zwischen New York und London ungefähr 6 Stunden und 15 Minuten. Vor kurzem legte ein Flugzeug von Norwegian die Strecke im subsonischen Bereich in der kürzesten Zeit zwischen den beiden Städten mit 5 Stunden und 13 Minuten zurück, dank eines Rückenwinds von bis zu 300 km/h, der das Flugzeug auf eine Höchstgeschwindigkeit von 1249 km/h beschleunigte. Kurze Zeit danach pulverisierte eine Boeing 747 der British Airways diesen Rekord und legte die Strecke in 4 Stunden und 56 Minuten bei einer Geschwindigkeit von 1287 km/h zurück und daneben ein Airbus A350 von Virgin, der nur eine Minute mehr benötigte. In diesen beiden Fällen wurde der Rekord von dem Supersturm Ciara (2020) begünstigt, dessen Ursprung im Polarfront-Jetstream lag.
Im Allgemeinen bringt die Ausnutzung dieser Luftströmungen bei der Atlantiküberquerung den Fluggesellschaften eine Zeitersparnis von durchschnittlich 30 bis 45 Minuten, was zu einer sehr bedeutenden Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs führt, der gleichzeitig auch eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen bedeutet. Während im Gegensatz dazu die Flüge in die entgegengesetzte Richtung auch entgegengesetzte Auswirkungen haben.
Es sind jedoch viele Parameter zu berücksichtigen und eine konkrete Zahl zu nennen, kann zu Verwirrung führen, aber als Richtwert trägt die allgemeine Reduzierung der Flugzeiten, dank der Jetstreams, zu einer Einsparung von mehr als 55.000 Tonnen Flugkraftstoff pro Jahr bei, was gleichbedeutend ist mit der ungefähren Emissionseinsparung von 175.000 Tonnen CO2 pro Jahr.
Ein weiterer Aspekt, bei dem die Jetstreams eine wichtige Rolle spielen, sind die Turbulenzen, die bei Flügen häufig auftreten. Diese Art von Strömungen hat ihren Ursprung in den sogenannten “Höhenwirbeln”, sie sind unsichtbar, nicht vorhersagbar, treten häufiger in den frühen Morgenstunden auf und lösen ein leichtes Ruckeln des Flugzeugs aus. Sie finden detaillierte Informationen zu den Turbulenzen in diesem Post.
Es gibt verschiedene Theorien und Untersuchungen, die sich mit der Form, in der sich die globale Erwärmung auf die Jetstreams auswirkt, beschäftigen, dadurch kann bis zu einem gewissen Grad vorhergesagt werden, wie sich die Veränderung des Klimamusters oder die Auswirkungen auf die Flugnavigation in der Zukunft darstellen werden. Allerdings ist auch festzustellen, dass die wichtigste Schlussfolgerung die ist, dass es keine eindeutigen Schlussfolgerungen gibt.
Zuverlässige und vertrauensvolle Expertenteams kommen zu dem Schluss, dass die globale Erwärmung die Jetstreams allmählich zu den Polen drückt, sie bestätigen, dass der nördliche Jetstream in einem Rhythmus von 2,01 Kilometern pro Jahr zwischen 1979 und 2001 nach Norden verschoben wurde, mit einer sehr ähnlichen Tendenz beim Jetstream der südlichen Hemisphäre. Es wurde auch die Möglichkeit in Erwägung gezogen, dass der Jetstream sich allmählich abschwächen könnte. Andere wissenschaftliche Studien kamen jedoch zu dem Schluss, dass zwischen 2002 und 2020 der Jetstream des Nordatlantik sich verstärkt und sich keine deutliche Verschiebung eingestellt habe.
Eine Studie aus dem Jahr 2021 von der University Arizona auf Basis von Eisbohrkernen, die in Grönland entnommen wurden, konnte die Muster der Jetstreams in den vergangenen 1250 Jahren rekonstruieren und zeigen, dass alle in jüngster Zeit beobachteten Änderungen innerhalb des natürlichen Schwankungsbereichs liegen.
Natürlich sind die Jetstreams (und werden es auch weiterhin sein) ein wesentlicher Teil einiger Aspekte unseres Lebens, insbesondere für unsere Interaktion mit der Atmosphäre, auch wenn die meisten Menschen auch weiterhin gar nichts von ihrer Existenz wissen.
Abschließend ist zu sagen, dass der Begriff „Jetstream“ auf den deutschen Meteorologen Heinrich Seilkopf zurückgeht, der 1939 das Phänomen als Strahlstrom beschrieb, auch wenn erst mit dem Ende des Weltkriegs näher auf seine Eigenschaften eingegangen und ein grundlegender Meilenstein erreicht wurde, um die Funktion der atmosphärischen Zirkulation auf der Erde von jenem Zeitpunkt bis heute zu verstehen.
