Чи є сезон ураганів гіршим через зміну клімату? Вчений пояснює

Ураган Харві, з його історичною кількістю опадів над Техасом, а потім рядок ураганів Ірма, Хосе і Каті в Північноатлантичному басейні в 2017 році, викликав давні запитання про будь-яку зв'язок між ураганами і кліматом.

Чи можемо ми дійсно звинувачувати ці останні урагани в змінах клімату? Або вони просто збіг природи, що відбувається раз на кілька десятиліть, подібно до трійки Ураганів Белу, Хлої і Дорії ще в 1967 році?

Див. Також: Ураган Флоренція: Час прибуття, Прогноз опадів, Прогнози повеней

Відповіді на ці питання лежать в основі нинішніх досліджень клімату ураганів, які намагаються зрозуміти вчені-атмосфери. Є ознаки того, що зміна клімату може впливати на урагани кількома різними способами. Однак ці сигнали є непереконливими через наше неадекватне розуміння того, як урагани взаємодіють з навколишнім середовищем.

Посилання на температуру океану

Багато, як вірус грипу трансформується в різних середовищах і стає більш інфекційним в холодну зимову температуру, урагани залежать від навколишнього середовища для їх існування і руху. Наскільки навколишнє середовище впливає на розвиток урагану, дійсно є одним з найбільш широко вивчених тем у дослідженнях ураганів.

Докази ролі навколишнього середовища на розвиток урагану були відзначені з початку 1950-х років, але головна віха була досягнута Керрі Емануелем в MIT у своїх дослідженнях динаміки ураганів наприкінці 1980-х.

Його ідея полягала в тому, щоб розглядати урагани як теплові двигуни, які можуть витягати тепло з поверхні океану і вичерпувати його у верхній тропосфері. Таким чином, Емануель зміг отримати математичний вираз, який показує, як максимальна потенційна інтенсивність урагану може досягати в даному середовищі залежно від температури і температури поверхні моря біля вершини атмосферної тропосфери близько 14 кілометрів, або 8,8 миль, вище море. Більш тепла температура поверхні моря призведе до вищої інтенсивності, згідно з формулою Емануеля.

По суті, зв'язок Емануеля між інтенсивністю ураганів і температурою поверхні моря обумовлює, наскільки сильним може бути ураган для даного екологічного стану. Численні дослідження підтвердили важливість температури поверхні моря в контролі за максимальною інтенсивністю ураганів і припускають збільшення на 2-3% сили урагану на 1 градус Цельсія при підвищенні температури поверхні моря за сприятливих умов.

З цієї точки зору, дуже привабливо стверджувати, що зміни інтенсивності ураганів повинні бути пов'язані з глобальним кліматом через життєву роль океанських температур у розвитку ураганів. Дійсно, багато досліджень кліматології інтенсивності ураганів розглядають температуру океану як основний засіб для виявлення тенденції зміни інтенсивності ураганів у майбутньому.

Загальним консенсусом серед цих досліджень є висновок, що майбутні урагани будуть більш сильними, ніж у сучасному кліматі, припускаючи, що температура морської поверхні продовжуватиме теперішню тенденцію потепління в майбутньому.

Дивлячись на екстремуми для ключів

Хоча ми можемо очікувати збільшення інтенсивності урагану внаслідок підвищення температури океану, як інтерпретувати цей результат для одного конкретного урагану, виявляється дуже різним.

Для інтуїтивної ілюстрації того, як це може бути важко, подумайте, як зміна клімату може вплинути на аспекти нашої погоди, такі як щоденна зміна температури.

Наприклад, майбутнє нагрівання температури повітря на 0,5 градуса протягом наступних 10 років буде в основному замасковане будь-яким щоденним зміною температури, яке знаходиться в діапазоні 10 градусів між днем ​​і ніччю. У цьому сенсі було б поспішно дійти висновку, що висока інтенсивність урагану Харві або Ірма викликана змінами клімату, просто тому, що коливання місцевих погодних умов можуть сприяти значно більше, ніж сигнали зміни клімату.

На додаток до щоденних коливань інтенсивності внаслідок місцевих умов навколишнього середовища, урагани можуть також мати хаотичні поведінки, які призводять до їх різної інтенсивності. Недавнє дослідження показало, що внутрішні коливання інтенсивності ураганів можуть становити 10-18 миль на годину, що більше, ніж те, що може бути викликане зміною клімату.

З іншого боку, не слід наївно заперечувати будь-які твердження, що екстремальні наслідки урагану Харві або Ірма є симптомами зміни клімату.

Деякі дослідження показали, що зміна глобального клімату може призвести до зміни поведінки реактивного потоку над Північною Америкою. Затоплення, пов'язане з Харві, було незвичайним, адже шторм затягувався над Техасом набагато довше, ніж будь-який інший ураган. Таким чином, хоча наші сучасні знання не дозволяють поєднати інтенсивність Харві з будь-якими конкретними змінами в кліматі, аномалія Гарвії на тривалому періоді над землею може бути проявом зміни світової циркуляції в теплішому кліматі.

Крім того, поява потрійних ураганів в Атлантичному басейні протягом вересня 2017 року може бути іншим потенційним сигналом про більш сприятливі умови для формування ураганів від зміни клімату.

З кліматологічної точки зору, частота і величина цих аномальних екстремумів, таких як тривалий період над землею Урагану Харві або надзвичайна інтенсивність урагану Ірма, часто є надзвичайно цікавими для дослідників. Це пояснюється тим, що ці крайності є сигналами зміни клімату, які можна відрізнити від щоденних змін.

Межі нашого розуміння

Поряд з безпосереднім впливом клімату на інтенсивність ураганів, іншим можливим впливом клімату на урагани є зміна структури ураганного шляху в майбутньому кліматі.

В принципі, зміна глобальної структури циркуляції повітря може вплинути на рульові потоки, які керують рухом урагану, подібно до того, як лист переноситься річкою. Як такі, коливання глобальних тиражів, пов'язаних зі зміною клімату, можуть ввести інший ступінь мінливості до ураганних впливів, які ми повинні враховувати.

Нещодавнє кліматологічне дослідження під керівництвом Джеймса Коссіна в Університеті Вісконсина запропонувало зрушення положення урагану в інтенсивному кліматі. Але на відміну від зв'язку між інтенсивністю ураганів і навколишнім середовищем, зв'язок між зміною глобальної циркуляції та рухом ураганів на даний момент набагато важче кількісно визначити.

Дивіться також: Ураган Флоренція Евакуація: Південна Кароліна перетворила I-26 на односторонню вулицю

Хоча дослідження з ураганів дає нам гарне відчуття того, як урагани змінюватимуться в теплішому кліматі, вимірюючи цю зміну і, зокрема, прив'язуючи унікальну особливість одного конкретного урагану до зміни клімату, виходять за рамки нинішнього рівня довіри.

Насправді існує ряд інших факторів, які можуть сильно заважати розвитку урагану, наприклад, зміна температури повітря з висотою. Ці фактори безпосередньо впливають на взаємодію ураганів з навколишнім середовищем. Проте їх дуже важко кількісно оцінити в контексті зміни клімату через різні часові шкали між розвитком ураганів - виміряними на порядок днів і тижнів - і зміною клімату, що відбувається протягом десятиліть.

З точки зору вченого, відсутність розуміння впливу клімату на урагани розчаровує, якщо не дратує. З іншого боку, ці невизначеності продовжують мотивувати нас до пошуку будь-яких можливих зв'язків між ураганами - включаючи їх інтенсивність, частоту, час формування та розташування - і клімат. Потрібне краще розуміння ураганно-кліматичних відносин, оскільки в кінцевому підсумку знання можуть допомогти служити суспільству.

Ця стаття спочатку була опублікована на The Conversation від Chanh Kieu. Читайте оригінальну статтю тут.