Al tientallen jaren vroegen wetenschappers zich af waarom de straalstroom op het ene planeet in de ene richting gaat en op een andere planeet weer precies de andere kant op gaat. Een nieuw model heeft dit mysterie opgelost. 

Extreem weer op aarde is niets te vergelijken met het weer op de andere planeten in ons zonnestelsel. Denk bijvoorbeeld aan stormen die al honderden jarenlang woeden en dagelijkse temperatuurverschillen van meer dan honderd graden. Ook de wind is extreem: soms wel tot meer dan 2.000 km/u! De hoogste windsnelheid ooit gemeten op aarde, die niet tijdens een tornado voorkwam, is 408 km/u. Dat was een windstoot tijdens een orkaan in 1996. Bij tornado's kunnen windsnelheden hoger zijn, maar het is lastig om deze goed te meten. De hoogste windsnelheid ooit gemeten in een tornado is tussen 500 en 540 km/u.

De straalstroom

Ook op hogere hoogte, waar de wind harder waait, komt de wind op aarde niet eens in de buurt van de wind op andere planeten. Hier gaat het dus om de straalstroom. Dat is een zeer snelle luchtstroom op hogere hoogte. Op aarde komt de straalstroom op zo'n 10 tot 12 kilometer hoogte voor met gemiddelde windsnelheden van 100 tot 350 km/u met uitschieters tot 400 km/u. Deze 'rivier' maakt een hele ronde over de aardbol rond de 53^ste breedtegraad en door de draaiing van de aarde waait deze wind altijd van west naar oost. De straalstroom is niet altijd even krachtig en kan daardoor gaan zwabberen. De straalstroom heeft een grote invloed op het weer in onze omgeving en bepaalt de ligging van de hoge- en lagedrukgebieden.

Op de gas- en ijsreuzen (dat zijn de planeten Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus) komen ook straalstromen voor. Op Jupiter en Saturnus (de gasreuzen) komt de straalstroom rond de evenaar voor. 

Het grote mysterie

Wat wetenschappers al tientallen jaren bezighoudt, is het verschil in windrichting tussen de straalstromen op de verschillende planeten. Op aarde gaat de straalstroom van west naar oost, dus de wind waait richting waar de zon opkomt. Dat is hetzelfde op de planeten Jupiter en Saturnus. Maar op Uranus en Neptunus gaat de straalstroom precies de andere kant op! Dat is vooral raar omdat deze planeten meerdere aspecten in gemeen hebben: ze draaien snel om hun eigen as, ze krijgen weinig zonlicht en maken dus hun eigen warmte vanuit hun binnenste. De mogelijke reden hiervoor zou kunnen zijn dat de zon de straalstroom op de gasreuzen aanstuurt, terwijl de winden op Uranus en Neptunus door wrijving worden veroorzaakt. Helaas is deze aanname door recent onderzoek ontkracht.

Convectie

Een term die we, de meteorologen heel goed kennen is convectie. Dat komt dus ook op de andere planeten in ons zonnestelsel voor. Het is een proces waar warme lucht stijgt, waardoor er beweging komt in de atmosfeer. Denk bijvoorbeeld aan een convectie oven, waar een ventilator hete lucht door de ovenruimte circuleert. 

Ook op de gas- en ijsreuzen gebeurt hetzelfde: heet gas stijgt en kouder gas daalt, waardoor krachtige stromingen ontstaan. Echter draaien deze planeten zo snel, dat de gas niet verticaal naar boven kan stijgen. Door de snelle rotatie van de planeten organiseert de convectie in een specifieke richting, parallel aan de rotatie-as. Hierdoor ontstaat er dus de krachtige straalstromen rond de evenaar op deze planeten. 

De gasreuzen (Jupiter en Saturnus) en de ijsreuzen (Uranus en Neptunus) in ons zonnestelsel. De straalstroom op de gasreuzen waait in een oostelijke richting, terwijl deze in een westelijke richting op de ijsreuzen waait. (Bron: Keren Duer-Milner) 

Een bifurcatie

Door gebruik te maken van wereldwijde weermodellen voor bewegingen in de atmosfeer, heeft een team van onderzoekers ontdekt dat verschillen in de atmosferische diepte de oostwaartse straalstromen op Jupiter en Saturnus, en de westwaartse straalstromen op Uranus en Neptunus kunnen veroorzaken. Het systeem vertoont een zogenaamde bifurcatie: onder dezelfde omstandigheden kan de atmosfeer zich in twee stabiele toestanden stabiliseren. Kortom: er ontstaat een direct verband tussen de richting van de straalstroom en de diepte van de atmosfeer. 

Het verschil in de richting van de straalstromen komt dus niet door verschillen in de aandrijfmechanismen, maar omdat er een verschil is in hoogte van de atmosferen van deze planeten. 

Volgens een van de onderzoekers van deze studie, Keren Duer-Milner, is deze ontdekking een nieuw instrument om de diversiteit aan planetaire atmosferen en klimaten in het heelal te begrijpen: "We zijn enthousiast omdat we eindelijk een simpele, elegante verklaring hebben gevonden voor een complex fenomeen."

**De afbeelding op de voorpagina en bovenaan deze blog is met AI gecreëerd.