ستينغ جيت

الهيكل الأفقي

الهيكل الرأسي

تيارات هوائية مصاحبة للأعاصير خارج المدارية سريعة التطور . قد يتشكل تيار نفاث لاذع (يُشار إليه بـ "SJ") داخل منطقة الصدع الأمامي مع وصول الإعصار إلى مرحلته الناضجة.

التيار النفاث اللاذع هو تيار هوائي ضيق وعابر ومتوسط ​​الحجم ينحدر من منتصف طبقة التروبوسفير إلى سطح الأرض في بعض الأعاصير خارج المدارية . ^{[ 1 ]} وعند وجوده، يُنتج التيار النفاث اللاذع بعضًا من أقوى الرياح السطحية في الأعاصير خارج المدارية، ويمكن أن يُولّد هبات رياح مدمرة تتجاوز سرعتها 50 مترًا في الثانية (180 كيلومترًا في الساعة؛ 110 أميال في الساعة) . ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} يتميز التيار النفاث اللاذع بقصر مدته، إذ يستمر لساعات قليلة، ^{[ 5 ]} وعادةً ما لا تتجاوز مساحة المنطقة المعرضة لرياحه القوية 100 كيلومتر (62 ميلًا) ، مما يجعل تأثيراته شديدة التمركز. وقد رصدت الدراسات وجود التيارات النفاثة اللاذعة في أعاصير خطوط العرض المتوسطة، لا سيما في شمال المحيط الأطلسي وغرب أوروبا، مع إمكانية حدوثها في مناطق أخرى. وتميل العواصف التي تُنتج التيارات النفاثة اللاذعة إلى اتباع نموذج شابيرو-كيسر لتطور الأعاصير خارج المدارية. ومن بين هذه العواصف، تميل تيارات اللدغة إلى التشكل بعد بلوغ العاصفة أعلى معدل اشتداد لها.     

تم تحديد تيارات النفث اللاذعة رسميًا لأول مرة عام 2004 على يد كيث براونينغ من جامعة ريدينغ، وذلك خلال تحليله للعاصفة الكبرى التي ضربت المنطقة عام 1987 ، على الرغم من أن خبراء الأرصاد الجوية كانوا على دراية بآثارها منذ أواخر الستينيات على الأقل. ^{[ 6 ]} ينشأ تيار النفث اللاذع من نهاية رأس سحابة إعصار خارج المداري - وهي منطقة سحابية على شكل خطاف بالقرب من مركز الضغط المنخفض - ويتسارع أثناء هبوطه نحو سطح الأرض. تُفسر آليات متعددة سبب تشكل تيارات النفث اللاذعة وتسارعها أثناء الهبوط؛ وغالبًا ما يُشار إلى تحلل الجبهات ، وانطلاق عدم الاستقرار المتماثل المشروط ، والتبريد التبخيري كعوامل مؤثرة في تطورها. ويمكن استخدام وجود هذه العوامل للتنبؤ بالتيارات نفسها، نظرًا لصغر حجم تيارات النفث اللاذعة بحيث لا يمكن رصدها بواسطة معظم نماذج الطقس العالمية . وتعتمد سرعة الرياح التي يحملها تيار النفث اللاذع إلى سطح الأرض على استقرار الغلاف الجوي ضمن طبقة الهواء القريبة من السطح . يمكن أن تُنتج تيارات لاذعة مناطق متعددة من الرياح المدمرة، ويمكن أن يُنتج إعصار واحد تيارات لاذعة متعددة.  

يبلغ عرض تيارات ستينغ النفاثة حوالي 10-20 كيلومترًا (6-12 ميلًا) وتستمر من 3 إلى 4 ساعات. ^{[ 7 ]} وتتميز جزئيًا بنشأتها في منتصف طبقة التروبوسفير وتسارع الهواء الهابط، وهي تختلف عن تيارات الهواء في الطبقة السفلى من التروبوسفير المصاحبة لأحزمة النقل الباردة والدافئة للأعاصير خارج المدارية . ^{[ 8 ] [ 9 ]} تُشكل تيارات ستينغ النفاثة إحدى الآليات المحتملة التي يمكن من خلالها توليد رياح عاتية في الأعاصير خارج المدارية دون أن تكون ناجمة بشكل مباشر عن الحمل الحراري في الغلاف الجوي . ^{[ 10 ]}   

لا تُنتج جميع الأعاصير المدارية المتوسطة تيارات هوائية لاذعة؛ ففي معظم الحالات، تنشأ الرياح السطحية القوية الموجودة في الأعاصير خارج المدارية بفعل أحزمة النقل الباردة والدافئة. ^{[ 9 ]} وقد أشارت إحدى الدراسات إلى أن 39-49% من أقوى الأعاصير خارج المدارية في شمال المحيط الأطلسي تُظهر هذه التيارات. ^{[ 11 ]} كما أن ما يقرب من ثلث العواصف الشديدة التي ضربت المملكة المتحدة بين عامي 1993 و2013 أنتجت تيارات هوائية لاذعة. ^{[ 12 ]} وفي شمال المحيط الأطلسي، تميل الأعاصير التي تُنتج تيارات هوائية لاذعة إلى اتباع مسارات عواصف مشتركة ، وتنشأ جنوب خط عرض 50° شمالًا ، مما يُشير إلى تأثير محتمل للهواء الدافئ والرطب على تكوين هذه التيارات. ^{[ 13 ] [ 14 ]} ويبدو أن تطور التيارات الهوائية اللاذعة أكثر احتمالًا في العواصف التي تشتد بشكل متفجر . ^{[ 15 ]} تشير بيانات إعادة تحليل الغلاف الجوي إلى أن تيارات الارتداد اللاذعة أكثر شيوعًا فوق المياه منها فوق اليابسة، ^{[ 13 ]} ولكن يمكن أن تتشكل هذه التيارات بالكامل فوق اليابسة القارية. ^{[ 16 ]} قد تؤدي زيادة الرطوبة المصاحبة لتغير المناخ إلى تضخيم عدم استقرار الغلاف الجوي الذي يدعم تشكل تيارات الارتداد اللاذعة، مما قد يزيد من نسبة الأعاصير خارج المدارية المصحوبة بتيارات الارتداد اللاذعة وشدتها. ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]} قد يزداد تواتر العواصف الشديدة وتيارات الارتداد اللاذعة بشكل عام مع تغير المناخ؛ ^{[ 20 ]} وقد قيّمت إحدى الدراسات  زيادة بنسبة 60% في حدوث الظروف المواتية لتشكل تيارات الارتداد اللاذعة فوق شمال المحيط الأطلسي بحلول عام 2100 إذا تم افتراض سيناريو RCP8.5 . ^{[ 21 ]}

تتبع الأعاصير المُنتجة للتيارات النفاثة اللاذعة عادةً التطور المتوقع في نموذج شابيرو-كيسر . ^{[ 22 ]} في النموذج ذي المراحل الأربع، يحدث انكسار جبهي - وهو انفصال واضح للجبهة الباردة عن مركز الضغط المنخفض - أثناء تطور الإعصار خارج المداري عندما تتحرك الجبهة الباردة عموديًا على الجبهة الدافئة. ^{[ 23 ] [ 6 ]} في عواصف شابيرو-كيسر، يلتف تباين درجة الحرارة المرتبط في البداية بالجبهة الدافئة حول مركز الضغط المنخفض، مُشكلاً جبهة منحنية للخلف مع وصول الإعصار إلى مرحلة نضجه؛ ^{[ 22 ]} وتُظهر الأعاصير الأكثر تدميرًا خارج المدارية هذه السمات التطورية. ^{[ 24 ]} ويُعد رأس السحابة ذو الشكل المعقوف والمُحاذي للجبهة المنحنية للخلف سمة مميزة للعواصف التي تُنتج تيارات نفاثة لاذعة. ^{[ 3 ]} ينشأ تيار اللدغة باتجاه خط الاستواء من مركز الإعصار عند نهاية الجبهة المنحنية للخلف وبالقرب من قمة رأس السحابة بعد مرحلة انكسار الجبهة في نموذج شابيرو-كيسر. ^{[ 22 ] [ 3 ]} يميل هذا إلى الحدوث بعد أسرع مراحل اشتداد العاصفة وقبل بلوغها ذروة شدتها. ^{[ 25 ]} حدد عالم الأرصاد الجوية كيث براونينغ من جامعة ريدينغ تيارات اللدغة رسميًا في ورقة بحثية نُشرت عام 2004، حلل فيها الرياح العاتية المصاحبة للعاصفة الكبرى في أكتوبر 1987. [ ^{26 ] وقد} استوحى براونينغ مصطلح "تيار اللدغة" من العمل الرائد لعلماء الأرصاد الجوية النرويجيين في منتصف القرن العشرين، الذين شبهوا منطقة الرياح القوية في نهاية الانسدادات المنحنية للخلف في العواصف التي أثرت على النرويج بـ"الذيل السام" للعقرب . ^{[ 22 ]}  

قد تؤدي تيارات النفث اللاذعة إلى انقشاع السحب في طبقة الحدود الكوكبية، وهو ما يظهر بوضوح في صور الأقمار الصناعية بعد قمة رأس السحابة. ^{[ 2 ]} كما قد تصاحب تيارات النفث اللاذعة سحب طبقية ضحلة على شكل قوس أو شيفرون في الفتحة الجافة للإعصار خارج المداري، ^{[ 27 ]} وقد تساهم بعض هذه السمات السحابية بشكل مباشر في شدة تيارات النفث اللاذعة. ^{[ 28 ]} ومع ذلك، يتطلب التحديد القاطع لتيارات النفث اللاذعة تأكيد وجود تيار هوائي هابط، ^{[ 2 ]} وقد يكون رصدها صعبًا باستخدام الرصدات الجوية الروتينية. ^{[ 26 ]} وقد استُمدت معظم عمليات تحديد تيارات النفث اللاذعة من مخرجات نماذج الطقس العددية . ^{[ 29 ]} وقد تم تشخيص تيارات النفث اللاذعة في العديد من العواصف فوق شرق شمال المحيط الأطلسي وغرب أوروبا، بما في ذلك  عاصفة عام 1987. ^{[ 30 ] [ 31 ]} كانت الأبحاث المتعلقة بالتيارات الهوائية اللاذعة خارج شمال المحيط الأطلسي محدودة، ^{[ 31 ]} حيث ركزت دراسات الحالة بشكل أساسي على العواصف الأوروبية التي تؤثر على الجزر البريطانية . ^{[ 16 ]} اعتبارًا من عام 2024لم تُنشر سوى دراسة حالة واحدة ركزت على تيار لاذع خارج هذه المنطقة. ^{[ 32 ]} ومع ذلك، فإن الظروف المرصودة التي تُسهّل تكوّن التيار اللاذع ليست حكرًا على شمال المحيط الأطلسي. ^{[ 13 ]} قد يحدث التيار اللاذع في عواصف الرياح في شمال المحيط الهادئ، ^{[ 33 ]} ولكنه قد يكون أقل أهمية بالنسبة لعواصف الرياح في شمال غرب المحيط الهادئ . ^{[ 34 ]} أُجريت أولى الملاحظات الجوية المباشرة للتيار اللاذع في إعصار فريدهيلم عام 2011 كجزء من الحملة الميدانية لدراسة التأثيرات غير المتجانسة على البنى متوسطة النطاق في العواصف خارج المدارية (DIAMET). ^{[ 30 ]}

تنبثق تيارات لاذعة من رأس السحابة وتهبط إلى ممر الهواء الجاف المصاحب للأعاصير في خطوط العرض المتوسطة. ^{[ 3 ]} يبدأ هبوط الهواء في المستويات المتوسطة من التروبوسفير، بين مستويي الضغط 600 و800 هكتوباسكال . [ ^{8 ] لم} تُحدد بدقة الآليات التي تُسبب الهبوط الأولي للهواء وتسارع الرياح في التيار اللاذع، ^{[ 1 ]} حيث وجدت الدراسات أدلة مؤيدة وأخرى ناقضة للآليات المقترحة. ^{[ 16 ]} قد تتأثر خصائص التيارات اللاذعة بعمليات النطاق الواسع والنطاق المتوسط . ^{[ 31 ]} تهبط التيارات اللاذعة من منتصف التروبوسفير بمعدل 10 سم/ث تقريبًا (0.33 قدم/ث) ، وتصل إلى سطح الأرض خلال عدة ساعات. ^{[ 35 ]} قد يكون سبب الهبوط هو تحلل الجبهة القوي باتجاه خط الاستواء من مركز الإعصار. ^{[ 1 ]} يهبط الهواء الدافئ الذي يدخل الإعصار في البداية عبر الحزام الناقل الدافئ عند وصوله إلى منطقة انحلال الجبهة، مما يوفر إحدى العمليات المحتملة لتطور تيارات لاذعة. وتُعد منطقة انحلال الجبهة هذه، المرتبطة بالجبهة المنحنية للخلف، فريدة من نوعها في عواصف شابيرو-كيسر. ^{[ 35 ]} قد يلعب ظهور هياكل شريطية في رأس السحابة، المرتبطة بدوران مائل مع مناطق متناوبة من الهواء الصاعد والهابط - والتي قد تشير إلى إطلاق عدم استقرار متماثل مشروط (CSI) - دورًا مباشرًا في تطور التيارات اللاذعة، مع هبوط الهواء في أحد تيارات رأس السحابة الهابطة. ^{[ 36 ]} يشير وجود أشرطة سحابية خيطية في رأس السحابة، تفصلها منطقة أو أكثر خالية من السحب، بشكل غير مباشر إلى احتمال وجود تيارات لاذعة. وقد استخدم مكتب الأرصاد الجوية ظهور الأشرطة في رؤوس السحب للتنبؤ العملي بالتيارات اللاذعة. ^{[ 37 ]} لوحظت طبيعة التيار النفاث المائلة أيضًا في قياسات جهاز قياس سرعة الرياح . ^{[ 38 ]} قد يكون لانطلاق عدم الاستقرار المتناظر - وهو شكل من أشكال عدم الاستقرار بالقصور الذاتي مستقل عن الرطوبة - دور في تكوين التيار النفاث. ^{[ 39 ]}        

لا تستمد تيارات العواصف الشديدة سرعاتها العالية من التيار النفاث في طبقة التروبوسفير العليا. ^{[ 40 ]} بل إن الهواء المصاحب لها يحمل في البداية زخمًا أقل في طبقة التروبوسفير الوسطى، ثم يتسارع أثناء هبوطه. ^{[ 1 ]} يعتمد معدل هبوط تيار العواصف الشديدة على عدم استقرار طبقة التروبوسفير، ^{[ 41 ]} والذي بدوره قد يتأثر بالسلوك المحلي لبخار الماء ، كما هو الحال من خلال التبريد التبخيري أو إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون. ^{[ 1 ]} قد تؤثر كلتا العمليتين على تكثيف تيار العواصف الشديدة في مراحل مختلفة. ^{[ 42 ]} قد يُتيح انخفاض الاستقرار الناتج عن التبريد التبخيري أو تدفقات الحرارة والرطوبة من السطح حركات رأسية أسرع. ^{[ 2 ]} قد يسقط الماء من زخات المطر المصاحبة للتيارات الصاعدة المائلة داخل رأس السحابة أو من السحب العالية في مناطق الهبوط، ^{[ 36 ] [ 6 ]} مما يؤدي إلى تبخره وتبريد الهواء أثناء تحرك تيار العواصف الشديدة إلى منطقة الصدع الجبهي الجاف. ^{[ 43 ]} يمكن أن يؤدي التبريد التبخيري إلى انخفاض درجة الحرارة الكامنة وزيادة الرطوبة النوعية ، وهما سمتان مميزتان للهواء في تيارات العواصف اللاذعة؛ ^{[ 36 ]} وتجبر الكثافة المتزايدة للهواء المبرد مقارنةً بالبيئة المحيطة على الهبوط. ^{[ 7 ]} وبدلاً من ذلك، قد يكون تسارع الرياح في تيار العواصف اللاذعة ناتجًا عن مواجهة الهواء لتدرجات ضغط أقوى أثناء هبوطه ودورانه حول مركز الضغط المنخفض ، ^{[ 1 ] [ 44 ]} وقد يكون من الممكن توليد رياح تيارات لاذعة مدمرة دون تعزيز من التبريد التبخيري أو إطلاق غازات التكثيف. ^{[ 45 ]} في نصف الكرة الشمالي، غالبًا ما تكون أقوى تدرجات الضغط في إعصار شابيرو-كيسر في الجزء الجنوبي الغربي من الإعصار حيث توجد تيارات العواصف اللاذعة. ^{[ 46 ]}

يهبط الهواء الذي يحمله تيار النفث اللاذع بسرعة من منتصف طبقة التروبوسفير. ^{[ 36 ]} ويتبع مسار تيار النفث اللاذع مسارًا مائلًا بدرجة حرارة كامنة ثابتة للبصيلة الرطبة . ^{[ 8 ]} وبمجرد وصوله إلى طبقة الحدود الكوكبية ، تعمل تيارات الحمل الحراري والاختلاط المضطرب داخل تلك الطبقة على جلب الزخم العالي المصاحب لتيار الهواء المتسارع إلى السطح، مما يُولد رياحًا سطحية شديدة مرتبطة بتيارات النفث اللاذعة. ^{[ 36 ]} وتعتمد درجة وصول هواء تيار النفث اللاذع إلى السطح على استقرار طبقة الحدود. ^{[ 31 ]} وبالمقارنة مع مناطق أخرى في الأعاصير متوسطة العرض، فإن منطقة الصدع الجبهي التي تهبط فيها تيارات النفث اللاذعة أكثر استقرارًا تجاه الحمل الحراري، مما يسمح للرياح القوية بالوصول إلى السطح بكفاءة أكبر. ^{[ 47 ]} وقد يؤدي عدم استقرار الهواء في أعلى طبقة الحدود أيضًا إلى هبوط تيار النفث اللاذع. ^{[ 48 ]} ​​مع ذلك، قد يكون استقرار الطبقة الحدية مرتفعًا بما يكفي في بعض الحالات لمنع تيار الرياح الهابط من الوصول إلى السطح. ^{[ 31 ]} قد يظهر أثر تيارات الرياح الهابطة على شكل منطقة محلية شديدة السرعات على السطح، على الرغم من أن هذه السرعات القصوى قد تنشأ من اجتماع تيارات الرياح الهابطة والهواء البارد المحيط بمنطقة الضغط المنخفض ( حزام النقل البارد ). ^{[ 2 ]} بينما ينشأ تيار الرياح الهابط فوق حزام النقل البارد، فإنه قد يهبط إلى السطح أمام طرف حزام النقل البارد ليُحدث منطقة مميزة من الرياح الشديدة، ^{[ 5 ]} أو يُعزز الرياح الموجودة مسبقًا في حزام النقل البارد؛ ^{[ 17 ]} وقد تحدث كلتا الحالتين خلال دورة حياة الإعصار. ^{[ 49 ]} يبلغ عرض نطاق الرياح المدمرة الناتجة عن تيارات الرياح الهابطة أقل من 100 كيلومتر (60 ميلًا) . ^{[ 47 ]} قد تتواجد عدة تيارات لاذعة في وقت واحد داخل الإعصار، وقد ينتج عن تيار لاذع واحد عدة ذروات للرياح. ^{[ 30 ]}  

لا تظهر خصائص الأعاصير خارج المدارية، التي يمكن رصدها في صور الأقمار الصناعية وتُعزى إلى تيارات النفث اللاذعة، إلا عندما تكون هذه التيارات وشيكة أو جارية بالفعل. وتعتمد التنبؤات طويلة المدى لتيارات النفث اللاذعة على تقييم ما إذا كانت الظروف البيئية العامة مواتية لتطور إعصار شابيرو-كيسر أم لا. ^{[ 50 ]} يمكن محاكاة تيارات النفث اللاذعة في النماذج الجوية ، ولكن يلزم دقة مكانية عالية كافية لرصد تيارات النفث اللاذعة متوسطة النطاق. ^{[ 51 ]} يجب أن تكون المسافة الأفقية بين خلايا شبكة النموذج أقل من 10-15 كيلومترًا (6.2-9.3 ميلًا) لتصوير تيارات النفث اللاذعة، كما يلزم دقة أعلى لرصد التفاصيل الموضعية. ^{[ 52 ]} يمكن للمتنبئين استخدام هذه البيانات؛ ومع ذلك، فإن نطاق تيارات النفث اللاذعة يقترب من حدود دقة نماذج التنبؤ العددي العالمية طويلة المدى، مما يجعل التنبؤ الجماعي باستخدام ظهورها الصريح في مخرجات النماذج العالمية غير عملي. ^{[ 50 ]} تؤدي الصعوبات المتعلقة بتحديد معلمات طبقة الحدود الكوكبية أيضًا إلى صعوبات في تصوير النفاثات اللاذعة في النماذج الحاسوبية. ^{[ 25 ]}  

كبديلٍ للنمذجة المباشرة للتيارات النفاثة اللاذعة، يمكن الاستفادة من العلاقة بين مؤشر استقرار التيارات الهوائية (CSI) والتيارات النفاثة اللاذعة لتحديد "مؤشرات التيارات النفاثة اللاذعة": وهي خصائص الأعاصير التي يُحتمل أن تُولّد هذه التيارات. ^{[ 50 ]} يُقاس احتمال تعزيز مؤشر استقرار التيارات الهوائية (CSI) لهبوط التيارات النفاثة اللاذعة من خلال طاقة الوضع الحملية المائلة المتاحة للهبوط (DSCAPE)، والتي تقيس الحد الأقصى النظري للطاقة الحركية التي قد تصل إليها كتلة هوائية هابطة مع الحفاظ على تشبعها وزخمها المطلق الجيوستروفي . ^{[ 53 ] [ أ ]} نُشرت طريقة لتحديد مؤشرات التيارات النفاثة اللاذعة في بيانات منخفضة الدقة في مجلة التطبيقات الأرصادية عام 2013، حيث اقترحت أن هذه المؤشرات تتميز بقيم عالية لـ DSCAPE (تتجاوز 200 جول/كجم ⁾ لكتل ​​الهواء الهابطة من منتصف طبقة التروبوسفير داخل منطقة الصدع الجبهي ورطوبة نسبية  أقل من 80 % . ^{[ 55 ]} استنادًا إلى هذه الخوارزمية، طورت جامعة ريدينغ أداة مساعدة للتنبؤ يستخدمها مكتب الأرصاد الجوية، تُبرز مؤشرات التيارات النفاثة الحادة بناءً على وجود قيمة عالية كافية من طاقة الحمل الحراري المتاحة (DSCAPE) في رأس سحابة الأعاصير المُنمذجة. ^{[ 53 ]}

• قائمة الأعاصير النفاثة
• انفجار صغير
• رياح فجوة الجبل