Satellietbeeld op Sept. 7, 2017 wys drie orkane: Irma in die middel net noord van die eiland Hispaniola, Katia aan die linkerkant in die Golf van Mexiko en Jose in die Atlantiese Oseaan aan die regterkant. NOAA via AP
Orkaan Harvey, met sy historiese hoeveelheid reënval oor Texas, gevolg deur 'n string orkaan Irma, Jose en Katia in die Noord-Atlantiese kombers in 2017, het lang vrae oor enige verband tussen orkane en klimaat veroorsaak.
Kan ons hierdie onlangse orkane werklik blameer vir klimaatsveranderinge? Of is dit net 'n toeval van die natuur wat een keer elke paar dekades gebeur, soortgelyk aan die drieë van die orkaan Beulah, Chloe en Doria terug in 1967?
Beantwoording van hierdie vrae lê die kern van die huidige orkaan klimaat navorsing wat atmosferiese wetenskaplikes probeer om te verstaan. Daar is tekens wat klimaatsverandering op verskillende maniere kan beïnvloed. Hierdie seine is egter onvoldoende weens ons onvoldoende begrip van hoe orkane met die omgewing in wisselwerking is.
Skakel na oseaan temperatuur
Baie soos 'n griepvirus morphs in verskillende omgewings en word meer aansteeklik in koue wintertemperature, hang orkane af van die omgewingsomgewing vir hul bestaan ​​en beweging. In watter mate beïnvloed die omringende omgewing orkaanontwikkeling inderdaad onder die mees omvattend onderwerpe in orkaannavorsing.
Bewyse van die omgewing se rol in orkaanontwikkeling is sedert die vroeë 1950s aangeteken, maar 'n belangrike mylpaal is behaal deur Kerry Emanuel by MIT in sy studies van die orkaan dinamika in die laat 1980s.
Sy idee was om orkane as hitte-enjins te beskou wat hitte van die oseaanoppervlak kan onttrek en dit in die boonste troposfeer uitlaat. Op hierdie manier kon Emanuel 'n wiskundige uitdrukking kry wat wys hoe die maksimum potensiaal wat 'n orkaan in 'n gegewe omgewing kan bereik, afhang van die seevlak temperatuur en temperatuur naby die top van die atmosferiese troposfeer rondom 14 kilometer, of 8.8 myl, bo die see. 'N warmer seevlak temperatuur sal lei tot 'n hoër intensiteit, volgens Emanuel se formulering.
Die 'brandstof' vir orkane kom van die energie in die oseaan se hitte. NASA, CC BY
Emanuel se verhouding tussen orkaanintensiteit en seevlak temperatuur bepaal in wese hoe sterk 'n orkaan vir 'n gegewe omgewingstoestand kan wees. Talle studies het toe die belangrikheid van seevlak temperatuur bevestig in die beheer van orkaan maksimum intensiteit, en stel 'n toename van 2-3 persent in orkaansterkte per 1 Celsius-graad styg die temperatuur in die seevlak onder gunstige toestande.
Vanuit hierdie perspektief is dit dus baie aanloklik om te beweer dat orkaanintensiteitsvariasies gekoppel moet wees aan die globale klimaat as gevolg van die belangrike rol van oseaan temperature in orkaanontwikkeling. Inderdaad, baie studies van die orkaan intensiteit klimatologie oorweeg oseaan temperatuur as 'n hoof gevolmagtigde die toekomstige tendens in orkaan intensiteit verandering op te spoor.
Die algemene konsensus onder hierdie studies is 'n gevolgtrekking dat toekomstige orkane geneig sal wees om sterker te wees as dié in die hedendaagse klimaat, met die veronderstelling dat die seevlak temperatuur sy huidige opwarmingstendens in die toekoms sal voortduur.
Kyk na uiterstes vir leidrade
Terwyl ons 'n toename in orkaanintensiteit kan verwag as gevolg van stygende oseaitemperature, blyk dit om hierdie resultaat vir een spesifieke orkaan te interpreteer, baie anders.
Vir 'n intuïtiewe illustrasie van hoe moeilik dit kan wees, oorweeg hoe klimaatsverandering die aspekte van ons weer kan beïnvloed, soos die daaglikse variasie van temperatuur.
Byvoorbeeld, 'n toekomstige lugtemperatuuropwarming van 0.5-grade in die volgende 10-jare sal meestal gemasker word deur enige daaglikse temperatuurvariasie wat tussen dag en nag tussen 10 grade val. In hierdie opsig sou dit haastig wees om tot die gevolgtrekking te kom dat die hoë intensiteit van Orkaan Harvey of Irma veroorsaak word deur klimaatsveranderinge, bloot omdat skommelinge in plaaslike weerstoestande veel meer kan bydra as klimaatsveranderingstekens.
Behalwe die dag-tot-dag-intensiteitskommelings as gevolg van plaaslike omgewingstoestande, kan orkane ook chaotiese gedrag hê wat hul intensiteit baie wissel. 'N onlangse bestudeer Gedemonstreerde binnelandse variasies van orkaanintensiteit kan so groot wees as 10-18 myl per uur, wat groter is as wat deur klimaatsverandering veroorsaak word.
Aan die ander kant moet 'n mens nie na bewering ontken dat die uiterste impak van Orkaan Harvey of Irma simptome van klimaatsveranderinge is nie.
Ekstreme gebeure, soos die reën wat met Hurricane Harvey verband hou, bied navorsers die geleentheid om die gevolge van klimaatsverandering te bestudeer omdat hulle buite die daaglikse veranderlikheid van die weer is. AP Foto / David J. Philip
sommige navorsing het aangedui dat die verandering in die globale klimaat kan lei tot a verskuiwing van die jetstream gedrag oor Noord-Amerika. Oorstromings wat verband hou met Harvey was ongewoon, want die storm het oor Texas baie langer as enige ander orkaan geplaas. Dus, terwyl ons huidige kennis ons nie toelaat om Harvey se intensiteit te verbind tot enige spesifieke veranderinge in die klimaat nie, die abnormaliteit van die Harvey Stalletjie vir 'n lang tydperk oor land kan 'n manifestasie wees van die verskuiwing in globale sirkulasie in 'n warmer klimaat.
Net so kan die opkoms van drievoudige orkane in die Atlantiese Oseaan in September 2017 'n ander potensiële sein wees van die gunstiger toestande vir orkaanvorming van klimaatsverandering.
Uit die klimatologiese perspektief is dit die frekwensie en omvang van hierdie abnormale uiterstes, soos die verlengde tydperk oor die land van Orkaan Harvey of die uiterste intensiteit van Orkaan Irma, wat dikwels vir navorsers van groot belang is. Dit is omdat hierdie uiterstes seine van klimaatsveranderinge is wat van dag tot dag variasies onderskei kan word.
Limiete van ons begrip
Saam met die direkte impak van die klimaat op orkaanintensiteit, is 'n ander denkbare invloed van die klimaat op orkane die verskuiwing van die orkaanbaanpatroon in die toekomstige klimaat.
In beginsel kan 'n verandering in globale lugversirkelingspatrone die stuurstrome beïnvloed wat orkaanbeweging lei, soos 'n blaar wat deur 'n rivier weggevoer word. As sodanig kan variasies in globale sirkulasies wat verband hou met klimaatsverandering 'n ander mate van veranderlikheid inbring vir orkaanimpakte wat ons in ag moet neem.
'N onlangse klimatologiese studie gelei deur James Kossin aan die Universiteit van Wisconsin voorgestel 'n poleward verskuiwing van die orkaan maksimum intensiteit plek in 'n warm klimaat. Maar in teenstelling met die verband tussen orkaanintensiteit en die omgewingsomgewing, is die verband tussen globale sirkulasieverandering en orkaanbeweging baie moeiliker om op die oomblik te kwantifiseer.
Terwyl navorsing oor orkane ons 'n goeie idee gee van hoe orkane in 'n warmer klimaat sal verander, hierdie verandering meet en veral 'n unieke eienskap van 'n spesifieke orkaan tot klimaatsverandering bind, is buite die huidige vlak van vertroue.
In werklikheid is daar verskeie ander faktore wat sterk inmeng met orkaanontwikkeling, soos die verandering van atmosferiese temperatuur met hoogte. Hierdie faktore beïnvloed direk die interaksie van orkane met die omliggende omgewing. Dit is egter baie moeilik om in die konteks van klimaatsverandering te kwantifiseer weens die verskillende tydskale tussen orkaanontwikkeling - gemeet aan die orde van dae en weke - en klimaatsverandering, wat oor dekades plaasvind.
Uit 'n wetenskaplike se perspektief is die gebrek aan begrip van klimaatsimpakte op orkane teleurstellend, indien nie irriterend nie. Aan die ander kant bly hierdie onsekerhede ons motiveer om te soek na enige moontlike verband tussen orkane - insluitend hul intensiteit, frekwensie, tyd van vorming en ligging - en klimaat. Beter begrip van die orkaan-klimaat verhouding is nodig, aangesien uiteindelik daardie kennis die samelewing kan dien.