Er orkanen sæson værre på grund af klimaændringer? En forsker forklarer

Orkanen Harvey, med dens historiske nedbør i Texas, efterfulgt af en række orkaner Irma, Jose og Katia i det nordatlantiske bassin i 2017, har udløst langvarige spørgsmål om enhver forbindelse mellem orkaner og klima.

Kan vi virkelig bebrejde disse nylige orkaner om klimaændringer? Eller er de simpelthen et tilfælde af naturen, der sker en gang hvert par årtier, svarende til det tredobbelte orkaner Beulah, Chloe og Doria tilbage i 1967?

Se også: Hurricane Florence: Ankomsttid, Regnprognose, Oversvømmelsesforudsigelser

Besvarelsen af ​​disse spørgsmål ligger i hjertet af den nuværende orkanklimatforskning, som atmosfæriske forskere forsøger at forstå. Der er tegn på, at klimaændringer kan påvirke orkaner på flere forskellige måder. Disse signaler er imidlertid uundgåelige på grund af vores utilstrækkelige forståelse af, hvordan orkaner interagerer med miljøet.

Link til havtemperatur

Meget som en influenzavirus morphs i forskellige miljøer og bliver mere infektiøs i kolde vintertemperaturer, afhænger orkanerne af det omgivende miljø for deres eksistens og bevægelse. I hvilket omfang det omgivende miljø påvirker orkanudvikling er faktisk blandt de mest omfattende undersøgte emner i orkanforskning.

Bevis for miljøets rolle i orkanudvikling er blevet noteret siden begyndelsen af ​​1950'erne, men en stor milepæl blev opnået af Kerry Emanuel ved MIT i hans studier af orkandynamik i slutningen af ​​1980'erne.

Hans idé var at overveje orkaner som varme motorer, der kan udvinde varme fra havfladen og udstøde den i den øvre troposfære. På denne måde kunne Emanuel få et matematisk udtryk, der viser, hvordan den maksimale potentielle intensitet, en orkan kan opnå i et givet miljø, afhænger af havfladetemperatur og temperatur nær toppen af ​​den atmosfæriske troposfære omkring 14 kilometer eller 8,8 miles over hav. En varmere havoverfladetemperatur vil resultere i en højere intensitet, ifølge Emanuel's formulering.

I essensen betyder Emanuel forhold mellem orkanintensitet og havoverfladetemperatur, hvor stærk en orkan kan være for en given miljøtilstand. Talrige undersøgelser har så bekræftet vigtigheden af ​​havoverfladetemperaturen i styringen af ​​orkanens maksimale intensitet og foreslår en stigning på 2-3 procent i orkanstyrken pr. 1 Celsius-gradstigning i havoverfladetemperatur under gunstige forhold.

Ud fra dette perspektiv er det således meget fristende at hævde, at orkanintensitetsvariationer skal være forbundet med det globale klima på grund af den afgørende rolle havtemperaturer i orkanudvikling. Faktisk betragter mange undersøgelser af orkanintensitetsklimatologi havtemperaturen som en hovedproxy for at opdage fremtidens trend i orkanintensitetsændring.

Den fælles konsensus blandt disse undersøgelser er en konklusion, at fremtidige orkaner vil være stærkere end dem i nutidens klima, forudsat at havoverfladetemperaturen vil fortsætte sin nuværende opvarmningstendens ind i fremtiden.

Se på Extremes for spor

Mens vi kan forvente en stigning i orkanens intensitet som følge af stigende havtemperaturer, viser det sig at være meget anderledes at fortolke dette resultat til en bestemt orkan.

For en intuitiv illustration af hvor svært dette kan være, overveje hvordan klimaændringer kan påvirke aspekter af vores vejr, som den daglige temperaturvariation.

For eksempel vil en fremtidig lufttemperaturopvarmning på 0,5 grader i de næste 10 år for det meste blive maskeret af enhver daglig temperaturvariation, som ligger i området 10 grader mellem dag og nat. I den henseende ville det være forhastet at hoppe til en konklusion, at orkanen Harvey eller Irma's høje intensitet skyldes klimaændringer, simpelthen fordi udsving i lokale vejrforhold kunne bidrage meget mere end klimaforandringssignaler.

På toppen af ​​de daglige intensitetsudsving på grund af lokale miljøforhold kan orkanerne også have kaotisk adfærd, der får deres intensitet til at variere meget. En nylig undersøgelse viste, at interne variationer af orkanintensiteten kunne være så stor som 10-18 miles i timen, hvilket er større end hvad der ville blive induceret af klimaændringer.

På den anden side må man ikke naivt nægte ethvert krav om, at de ekstreme virkninger af orkanen Harvey eller Irma er symptomer på klimaændringer.

Nogle undersøgelser har vist, at forandringen i det globale klima kan føre til en ændring af jetstrømadfærdene i Nordamerika. Oversvømmelse relateret til Harvey var usædvanlig dels fordi stormen stakede over Texas i meget længere tid end nogen anden orkan. Så medens vores nuværende viden ikke tillader os at forbinde Harvey's intensitet med nogen specifikke klimaændringer, kunne Harvey's unormale uregelmæssighed i lang tid over land være et udtryk for skiftet i den globale cirkulation i et varmere klima.

På samme måde kan fremkomsten af ​​tredobbelte orkaner i Atlanterhavsbassinet i september 2017 være et andet potentielt signal om de gunstigere betingelser for orkandannelse fra klimaændringer.

Fra det klimatologiske perspektiv er det hyppigheden og størrelsen af ​​disse unormale ekstremiteter, såsom den forlængede periode over orkanen Harvey's land eller den ekstreme intensitet af orkanen Irma, der ofte er af største interesse for forskerne. Dette skyldes, at disse ekstremer er signaler for klimaændringer, som kan skelnes fra de daglige variationer.

Begrænsninger af vores forståelse

Sammen med direkte påvirkning af klimaet på orkanens intensitet er en anden tænkelig indflydelse af klimaet på orkaner skiftet af orkanbanesporet i det fremtidige klima.

I princippet kan en ændring i globale luftcirkulationsmønstre påvirke styrestrømmene, der styrer orkanbevægelsen, ligesom et blad, der transporteres af en flod. Som sådan kan variationer i globale kredsløb i forbindelse med klimaændringer indføre en anden grad af variabilitet for orkanpåvirkninger, som vi skal tage højde for.

En nylig klimatologisk undersøgelse ledet af James Kossin ved University of Wisconsin foreslog et poleward skift af orkanens maksimale intensitetsplacering i et opvarmningsklimat. Men i modsætning til sammenhængen mellem orkanintensitet og omgivelsesmiljøet er forbindelsen mellem global cirkulationsændring og orkanbevægelse meget sværere at kvantificere i øjeblikket.

Se også: Hurricane Florence Evacuation: South Carolina har vendt I-26 til en enkeltvej

Mens forskning om orkaner giver os en god fornemmelse af, hvordan orkanerne vil ændre sig i et varmere klima, måler denne ændring og især binder en unik træk ved en bestemt orkan til klimaændringer ud over det nuværende niveau af tillid.

I virkeligheden er der flere andre faktorer, som stærkt kunne forstyrre orkanudviklingen, som f.eks. Ændring af atmosfærisk temperatur med højde. Disse faktorer har direkte indflydelse på orkanernes interaktion med omgivelserne. Disse er imidlertid meget vanskelige at kvantificere i sammenhæng med klimaændringer på grund af de forskellige tidsskalaer mellem orkanudvikling - målt efter rækkefølge af dage og uger - og klimaændringer, der sker over årtier.

Fra videnskabsmandens synspunkt er manglen på forståelse for klimapåvirkninger på orkaner skuffende, hvis ikke irriterende. På den anden side fortsætter disse usikkerheder med at motivere os til at søge efter et eventuelt sammenhæng mellem orkaner - herunder deres intensitet, frekvens, tidspunktet for dannelse og placering - og klima. Bedre forståelse af orkan-klima forhold er nødvendig, da i sidste ende denne viden kan hjælpe med at tjene samfundet.

Denne artikel blev oprindeligt udgivet på The Conversation af Chanh Kieu. Læs den oprindelige artikel her.