الطريق السريع للرياح

يتحرك الهواء في الغلاف الجوي باستمرار. تتألف جزيئات الهواء من عدة طبقات- من فوق مستوى سطح الأرض مباشرة إلى علياء السماء – وتتعرض لمستويات متفاوتة من الضغط وتوزيع الطاقة. وسواء كان ذلك في صورة حركات بسيطة لنقل الحرارة من خط الاستواء نحو القطبين أم عبر التيارات القوية التي تسمى التيارات النفاثة Jet streams، فإن الهواء في رحلة مستمرة كثيراً ما يستحيل رؤيتها.
ينقسم الغلاف الجوي للأرض إلى خمس طبقات رئيسية: التروبوسفير Troposphere أقربها إلى السطح. يتراوح سُمك طبقة التروبوسفير بين 20-6 كم، وتتكون من طبقتين: الطبقة العليا، وتعرف باسم الغلاف الجوي الحر Free atmosphere، والطبقة السفلية، وتعرف باسم طبقة الحدود الكوكبية Planetary Boundary Layer. تبدأ الطبقة السفلية عند سطح الأرض وتمتد إلى الأعلى لمسافة 1,000م تقريباً. قد يبدو هذا كمساحة كبيرة، لكنه في الواقع رقيق نسبياً. يمكن أن يتبدل الهواء المتحرك بداخل الطبقة بدرجة كبيرة عن طريق تغيير الظروف في المشهد العام وبفعل الضغط المغيّر للرياح فوق الطبقة. عادة ما توجد التيارات النفاثة في الطبقات العليا من الغلاف الجوي. وبسبب وجودها في صورة شرائط رقيقة من الرياح القوية، فهي تتشكل بين كتلتين جويتين لهما درجات حرارة مختلفة. إن اختلاف الكثافة بين الكتلتين يخلق فرق ضغط أفقياً. تحاول الرياح أن تتدفق من الضغط العالي إلى المنخفض، لكن دوران الكوكب يُجبر الهواء على الانسياب من الغرب إلى الشرق، ويتدفق حول الكتلتين وليس بينهما. تدور أربعة تيارات نفاثة رئيسية حول كوكبنا؛ اثنان في شمال خط الاستواء واثنان في جنوب خط الاستواء. تُعرف تلك الأقرب إلى مركز الكرة الأرضية بالتيارات النفاثة شبه المدارية، والأقرب إلى القطبين بالتيارات النفاثة القطبية. في بعض الأحيان يلتقي كل من التيارين النفاثين شبه المداري والقطبي، مما يشكل حدوداً بين الكتلتين الجويتين المختلفتين جداً. يُعرف هذا الحد بالجبهة
القطبية Polar front.
كلما زاد التباين في درجة الحرارة عبر الجبهة القطبية، زادت شدة التيار النفاث. عادة ما يبلغ هذا التباين أقصاه خلال أشهر الشتاء. تخزن المنطقة كميات كبيرة من الطاقة الكامنة، التي كثيراً ما تحوّل إلى طاقة حركية في شكل أعاصير فوق مدارية Extratropical cyclones.