Satunnainen kuva syyskuun 7issa, 2017 näyttää kolme hurrikaania: Irma keskellä juuri Espanjanola-saaren pohjoispuolella, Katia vasemmalla Meksikonlahdella ja Jose oikealla Atlantin valtamerellä. NOAA AP: n kautta

Hurrikaani Harvey, jolla on historiallinen määrä sademäärää Texasissa, jota seurasi hurrikaanien Irma, Jose ja Katia Pohjois-Atlantin altaassa 2017issa, on herättänyt pitkäaikaisia ​​kysymyksiä hurrikaanien ja ilmaston välisestä yhteydestä.

Voimmeko todella syyttää näitä viimeaikaisia ​​hirmumyrskyjä ilmastonmuutoksista? Vai ovatko he yksinkertaisesti sattumaa, joka tapahtuu kerran muutamassa vuosikymmenessä, samankaltainen kuin hirmumyrskyjen kolminkertainen Beulah, Chloe ja Doria takaisin 1967iin?

Näihin kysymyksiin vastaaminen on nykyisen hurrikaani-ilmastotutkimuksen ytimessä, jonka ilmakehän tutkijat yrittävät ymmärtää. On merkkejä siitä, että ilmastonmuutos voi vaikuttaa hurrikaaneihin useilla eri tavoilla. Nämä signaalit ovat kuitenkin epävarmoja, koska emme pysty ymmärtämään hurrikaanien vuorovaikutusta ympäristön kanssa.

Linkki meren lämpötilaan

Paljon kuin flunssavirus muuntautuu erilaisissa ympäristöissä ja tartuntataudit kylmissä talvilämpötiloissa, hurrikaanit riippuvat ympäröivästä ympäristöstä niiden olemassaolon ja liikkeen suhteen. Missä määrin ympäröivä ympäristö vaikuttaa hurrikaanikehitykseen on todella hurrikaanitutkimuksen laajimmin tutkittuja aiheita.

Todisteita ympäristön roolista hurrikaanikehityksessä on havaittu 1950-alkujen jälkeen, mutta merkittävä virstanpylväs saavutettiin Kerry Emanuel MIT: ssä hänen opinnot hurrikaanidynamiikan myöhäisissä 1980-järjestelmissä.

Hänen ajatuksensa oli harkita hurrikaaneja lämpömoottoreina, jotka voivat uuttaa lämpöä valtameren pinnasta ja poistaa sen ylemmästä troposfääristä. Näin Emanuel pystyi saamaan matemaattisen ilmaisun, joka osoittaa, miten hurrikaanin suurin mahdollinen intensiteetti saavutetaan tietyssä ympäristössä riippuu meren pinnan lämpötilasta ja lämpötilasta ilmakehän troposfäärin yläosassa 14-kilometrien tai 8.8-kilometrien yläpuolella. meri. Lämpimämpi merenpinnan lämpötila aiheuttaisi suuremman intensiteetin Emanuelin formulaation mukaan.

"Polttoaine" hurrikaaneille tulee meren lämmön energiasta. NASA, CC BY

Pohjimmiltaan Emanuelin suhde hurrikaanin voimakkuuden ja merenpinnan lämpötilan välillä määrää sen, kuinka voimakas hurrikaani voi olla tietylle ympäristötilalle. Lukuisat tutkimukset ovat vahvistaneet meren pintalämpötilan merkityksen hurrikaanin enimmäisintensiteetin säätämisessä ja viittaavat kasvuun 2-3 prosenttia hirmumyrskyn lujuudessa 1-asteessa merenpinnan lämpötilan nousu suotuisissa olosuhteissa.

Tästä näkökulmasta on siis hyvin houkuttelevaa väittää, että hurrikaanin intensiteetin vaihtelut on yhdistettävä globaaliin ilmastoon johtuen meren lämpötilojen elintärkeästä roolista hurrikaanikehityksessä. Itse asiassa monet opinnot hirmumyrskyn intensiteetin klimatologia pitää meren lämpötilaa tärkeimpänä välittäjänä hurrikaanin voimakkuuden muutoksen tulevan kehityksen havaitsemiseksi.

Näiden tutkimusten yhteinen yksimielisyys on johtopäätös siitä, että tulevaisuuden hurrikaanit ovat vahvempia kuin nykyisessä ilmastossa olettaen, että merenpinnan lämpötila jatkaa nykyistä lämpenemissuuntaansa tulevaisuuteen.

Tarkastellaan äärimmäisiä vihjeitä

Vaikka voimme odottaa hurrikaanin voimakkuuden lisääntymistä meren lämpötilan nousun seurauksena, miten tuloksen tulkitseminen yhteen tiettyyn hurrikaaniin osoittautuu hyvin erilaiseksi.

Jotta intuitiivinen esimerkki siitä, miten vaikeaa tämä on, mieti, miten ilmastonmuutos voi vaikuttaa säähän, kuten lämpötilan päivittäiseen vaihteluun.

Esimerkiksi 0.5-asteiden tulevan ilman lämpötilan lämpeneminen seuraavien 10-vuosien aikana peittäisi enimmäkseen minkä tahansa päivittäisen lämpötilan vaihtelun, joka on välillä 10 astetta päivän ja yön välillä. Tässä mielessä olisi hätäistä hypätä siihen johtopäätökseen, että hirmumyrskyn Harvey tai Irman suuri intensiteetti johtuu ilmastonmuutoksista, koska paikallisten sääolosuhteiden vaihtelut voivat vaikuttaa paljon enemmän kuin ilmastonmuutossignaalit.

Paikallisista ympäristöolosuhteista johtuvien päivittäisten intensiteettivaihteluiden lisäksi hurrikaaneilla voi olla kaoottinen käyttäytyminen, joka aiheuttaa niiden voimakkuuden vaihtelevan. Tuore opiskella osoitti, että hirmumyrskyn voimakkuuden sisäiset vaihtelut voivat olla yhtä suuria kuin 10-18 kilometriä tunnissa, mikä on suurempi kuin mitä ilmastonmuutos aiheuttaisi.

Toisaalta ei pitäisi naiivisti kieltää väitettä siitä, että hirmumyrskyn Harvey tai Irma äärimmäiset vaikutukset ovat ilmastonmuutoksen oireita.

Äärimmäiset tapahtumat, kuten hirmumyrsky Harveyyn liittyvä sade, tarjoavat tutkijoille mahdollisuuden tutkia ilmastonmuutoksen vaikutuksia, koska ne eivät kuulu sääolosuhteisiin. AP Photo / David J. Philip

jotkut tutkimus on osoittanut että globaalin ilmastonmuutos voi johtaa a jet-stream-käyttäytymisen siirtyminen Pohjois-Amerikan yli. Harveyyn liittyvät tulvat olivat osittain epätavallisia, koska myrsky pysähtyi Texasin yli paljon kauemmin kuin mikään muu hurrikaani. Joten vaikka nykyiset tietomme eivät salli Harveyn voimakkuuden kytkemistä mihinkään erityisiin ilmastonmuutoksiin, Harveyn poikkeavuus pysähtyy pitkään maan päällä voisi olla osoitus globaalin kierron muutoksesta lämpimämmässä ilmastossa.

Samoin kolminkertaisten hurrikaanien syntyminen Atlantin valuma-alueella syyskuun 2017in aikana voisi olla toinen potentiaalinen signaali ilmastonmuutoksesta aiheutuvista hurrikaanin muodostumisen suotuisammista olosuhteista.

Ilmasto-näkökulmasta katsottuna nämä tutkijat ovat usein erittäin kiinnostuneita näiden epänormaalien äärimmäisyyksien, kuten hurrikaani Harvey -maata pitemmän ajan tai hirmumyrskyn Irman äärimmäisen voimakkuuden vuoksi. Tämä johtuu siitä, että nämä ääriarvot ovat ilmastonmuutoksen signaaleja, jotka voidaan erottaa päivittäisistä vaihteluista.

Ymmärryksemme rajat

Yhdessä ilmaston vaikutusten kanssa hirmumyrskyn intensiteettiin, toinen mahdollinen ilmaston vaikutus hurrikaaneihin on hurrikaaniradan kuvion siirtyminen tulevassa ilmastossa.

Periaatteessa globaalien ilmankiertojärjestelmien muutos voisi vaikuttaa hurrikaaniliikettä ohjaaviin ohjausvirtoihin, aivan kuten joen kuljettama lehti. Siten ilmastonmuutokseen liittyvät globaalien kiertokulkujen vaihtelut voisivat aiheuttaa toisen asteen vaihtelevuuden hurrikaanivaikutuksiin, jotka meidän on otettava huomioon.

Viime aikoina James Kossinin Wisconsinin yliopistossa tekemä klimatologinen tutkimus ehdotti tasoitusta hurrikaanin enimmäisintensiteetin sijainnin siirtyminen lämpenevässä ilmastossa. Toisin kuin hurrikaanin voimakkuuden ja ympäristön välisen yhteyden, maailmanlaajuisen verenkierron muutoksen ja hurrikaaniliikkeen välinen yhteys on nykyään paljon vaikeampaa kvantifioida.

Vaikka hurrikaanitutkimukset antavat meille hyvän käsityksen siitä, miten hurrikaanit muuttuisivat lämpimämmässä ilmapiirissä, mittaamalla tämä muutos ja erityisesti sitomalla yhden tietyn hurrikaanin ainutlaatuinen piirre ilmastonmuutokseen ovat nykyisen luottamustason ulkopuolella.

Todellisuudessa on olemassa useita muita tekijöitä, jotka voisivat voimakkaasti häiritä hurrikaanin kehitystä, kuten ilmakehän lämpötilan muutos korkeudella. Nämä tekijät vaikuttavat suoraan hurrikaanien vuorovaikutukseen ympäröivän ympäristön kanssa. Näitä on kuitenkin vaikea määrittää kvantitatiivisesti ilmastonmuutoksen yhteydessä, koska hurrikaanikehityksen välillä on eri aikakausia, mitattuna päivien ja viikkojen järjestyksessä, ja ilmastonmuutosta, joka tapahtuu vuosikymmenien aikana.

Tutkijan näkökulmasta hurrikaanien ilmastovaikutusten ymmärtämättä jättäminen on pettymys, joskaan ei ärsyttävää. Toisaalta nämä epävarmuustekijät motivoivat meitä edelleen etsimään mitä tahansa mahdollista hurrikaanien välistä yhteyttä - mukaan lukien niiden intensiteetti, taajuus, muodostumisaika ja sijainti - ja ilmasto. Tarvitaan parempaa ymmärrystä hurrikaani-ilmasto-suhteesta, koska lopulta tieto voi auttaa palvelemaan yhteiskuntaa.

Chanh Kieu, ilmakehän tieteen apulaisprofessori, Indiana University

Tämä artikkeli julkaistiin alunperin Conversation. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

at InnerSelf Market ja Amazon