Czy sezon huraganowy jest gorszy z powodu zmian klimatu? Naukowiec wyjaśnia

Huragan Harvey z historyczną ilością opadów deszczu w Teksasie, a następnie szereg huraganów Irma, Jose i Katia w basenie północnoatlantyckim w 2017 r. Wywołał długotrwałe pytania o jakiekolwiek powiązania między huraganami a klimatem.

Czy naprawdę możemy winić te ostatnie huragany za zmiany klimatyczne? A może to po prostu zbieg okoliczności, który zdarza się raz na kilka dziesięcioleci, podobny do potrójnego huraganu Beulah, Chloe i Doria z 1967 roku?

Zobacz także: Huragan Florencja: czas przybycia, prognoza opadów, prognozy powodziowe

Odpowiedź na te pytania leży u podstaw obecnych badań nad klimatem huraganów, które naukowcy z atmosfery próbują zrozumieć. Istnieją oznaki, że zmiany klimatu mogą wpływać na huragany na kilka różnych sposobów. Sygnały te są jednak niejednoznaczne ze względu na niewystarczające zrozumienie, w jaki sposób huragany oddziałują na środowisko.

Link do temperatury oceanu

Podobnie jak wirus grypy zmienia się w różnych środowiskach i staje się bardziej zakaźny w niskich temperaturach zimowych, ich egzystencja i ruch zależą od otoczenia. W jakim stopniu otaczające środowisko wpływa na rozwój huraganu, jest rzeczywiście jednym z najszerzej badanych tematów w badaniach huraganów.

Dowody na rolę środowiska w rozwoju huraganu odnotowano od wczesnych lat 50. XX wieku, jednak Kerry Emanuel osiągnął kamień milowy w swoich badaniach nad dynamiką huraganów pod koniec lat osiemdziesiątych.

Jego pomysł polegał na rozważeniu huraganów jako silników cieplnych, które mogą wydobywać ciepło z powierzchni oceanu i wydobywać je w górnej troposferze. W ten sposób Emanuel był w stanie uzyskać matematyczne wyrażenie pokazujące, w jaki sposób maksymalna potencjalna intensywność, jaką huragan może osiągnąć w danym środowisku, zależy od temperatury powierzchni morza i temperatury w pobliżu górnej części troposfery atmosferycznej, około 14 kilometrów, lub 8,8 mili powyżej morze. Zgodnie z formułą Emanuela cieplejsza temperatura powierzchni morza spowodowałaby większą intensywność.

W istocie związek Emanuela między intensywnością huraganu a temperaturą powierzchni morza decyduje o tym, jak silny może być huragan dla danego stanu środowiska. Liczne badania potwierdziły znaczenie temperatury powierzchni morza w kontrolowaniu maksymalnej intensywności huraganu i sugerują wzrost o 2-3 procent siły huraganu na 1 stopień Celsjusza wzrostu temperatury powierzchni morza w sprzyjających warunkach.

Z tego punktu widzenia bardzo kuszące jest stwierdzenie, że zmienność intensywności huraganów musi być powiązana z globalnym klimatem ze względu na istotną rolę temperatur oceanu w rozwoju huraganu. Rzeczywiście, wiele badań klimatologii intensywności huraganów uważa temperaturę oceanu za główny wskaźnik do wykrycia przyszłego trendu zmiany intensywności huraganu.

Powszechnym konsensusem wśród tych badań jest wniosek, że przyszłe huragany będą zazwyczaj silniejsze niż te w dzisiejszym klimacie, zakładając, że temperatura powierzchni morza będzie kontynuowała obecny trend ocieplenia w przyszłości.

Patrząc na ekstremalne wskazówki

Chociaż możemy spodziewać się wzrostu intensywności huraganu w wyniku wzrostu temperatury oceanu, to jak zinterpretować ten wynik do jednego określonego huraganu, okazuje się bardzo różny.

Aby uzyskać intuicyjną ilustrację tego, jak trudne może to być, zastanów się, w jaki sposób zmiany klimatu mogą wpłynąć na aspekty naszej pogody, takie jak dzienna zmiana temperatury.

Na przykład, przyszłe ocieplenie temperatury powietrza o 0,5 stopnia w ciągu następnych 10 lat będzie w większości maskowane przez jakiekolwiek dzienne zmiany temperatury, które mieszczą się w zakresie 10 stopni między dniem a nocą. W tym sensie byłoby pospiesznie dojść do wniosku, że wysoka intensywność huraganu Harvey lub Irma jest spowodowana zmianami klimatu, po prostu dlatego, że wahania lokalnych warunków pogodowych mogą przyczynić się znacznie więcej niż sygnały zmiany klimatu.

Oprócz codziennych wahań intensywności spowodowanych lokalnymi warunkami środowiskowymi, huragany mogą również mieć chaotyczne zachowania, które powodują, że ich intensywność jest bardzo zróżnicowana. Ostatnie badania wykazały, że wewnętrzne wahania intensywności huraganu mogą być tak duże, jak 10-18 mil na godzinę, co jest większe niż to, co byłoby spowodowane zmianami klimatu.

Z drugiej strony nie należy naiwnie zaprzeczać twierdzeniom, że ekstremalne skutki huraganu Harvey lub Irma są objawami zmian klimatu.

Niektóre badania wskazują, że zmiana klimatu na świecie może doprowadzić do zmiany zachowań strumienia odrzutowego w Ameryce Północnej. Powódź związana z Harveyem była po części niezwykła, ponieważ burza utknęła w Teksasie o wiele dłużej niż jakikolwiek inny huragan. Tak więc, podczas gdy nasza obecna wiedza nie pozwala nam powiązać intensywności Harveya z konkretnymi zmianami klimatu, anormalność przeciągnięcia Harveya przez długi czas nad lądem może być przejawem zmiany w globalnym obiegu w cieplejszym klimacie.

Podobnie pojawienie się potrójnych huraganów w basenie Atlantyku we wrześniu 2017 r. Może być kolejnym potencjalnym sygnałem korzystniejszych warunków dla formowania się huraganów ze zmian klimatycznych.

Z perspektywy klimatologicznej jest to częstotliwość i wielkość tych nienormalnych skrajności, takich jak przedłużający się okres huraganu Harvey lub skrajna intensywność huraganu Irma, które są często niezwykle interesujące dla badaczy. Dzieje się tak, ponieważ te skrajności są sygnałami zmian klimatu, które można odróżnić od codziennych zmian.

Ograniczenia naszego zrozumienia

Wraz z bezpośrednim oddziaływaniem klimatu na intensywność huraganów, innym możliwym wpływem klimatu na huragany jest zmiana wzoru toru huraganowego w przyszłym klimacie.

Zasadniczo zmiana wzorców globalnej cyrkulacji powietrza mogłaby wpłynąć na przepływy kierowania, które kierują ruchem huraganów, podobnie jak liść przenoszony przez rzekę. W związku z tym różnice w globalnych obiegach związanych ze zmianami klimatu mogą wprowadzić inny stopień zmienności wpływu huraganów, który musimy wziąć pod uwagę.

Niedawne badania klimatologiczne prowadzone przez Jamesa Kossina z University of Wisconsin zasugerowały przesunięcie w kierunku polderu maksymalnej intensywności huraganu w ocieplonym klimacie. Ale w przeciwieństwie do związku między intensywnością huraganu a otoczeniem, powiązanie między globalną zmianą cyrkulacji a ruchem huraganów jest obecnie znacznie trudniejsze do oszacowania.

Zobacz także: Huragan Florencja Ewakuacja: Południowa Karolina zamieniła I-26 w ulicę jednokierunkową

Podczas gdy badania nad huraganami dają nam dobre wyobrażenie o tym, jak huragany zmieniłyby się w cieplejszym klimacie, mierzenie tej zmiany, aw szczególności powiązanie wyjątkowej cechy jednego konkretnego huraganu ze zmianami klimatu, wykracza poza obecny poziom zaufania.

W rzeczywistości istnieje kilka innych czynników, które mogą silnie zakłócać rozwój huraganu, takich jak zmiana temperatury atmosferycznej wraz z wysokością. Czynniki te bezpośrednio wpływają na interakcje huraganów z otaczającym środowiskiem. Jednak są one bardzo trudne do oszacowania w kontekście zmian klimatycznych ze względu na różne skale czasowe między rozwojem huraganu - mierzone w kolejności dni i tygodni - a zmianami klimatu, które występują przez dziesięciolecia.

Z perspektywy naukowca brak zrozumienia wpływu klimatu na huragany jest rozczarowujący, jeśli nie irytujący. Z drugiej strony, te niepewności nadal motywują nas do poszukiwania jakiegokolwiek możliwego związku między huraganami - w tym ich intensywnością, częstotliwością, czasem formowania i lokalizacji - i klimatem. Potrzebne jest lepsze zrozumienie relacji huragan-klimat, ponieważ ostatecznie wiedza ta może pomóc społeczeństwu.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation przez Chanh Kieu. Przeczytaj oryginalny artykuł tutaj.