Сезон ураганов хуже из-за изменения климата? Ученый объясняет

Ураган Харви с его историческим количеством осадков над Техасом, за которым последовала серия ураганов Ирма, Хосе и Катя в бассейне Северной Атлантики в 2017 году, вызвала давние вопросы о любой связи между ураганами и климатом.

Можем ли мы обвинить эти недавние ураганы в изменениях климата? Или это просто случайное совпадение природы, которое происходит раз в несколько десятилетий, подобно тройке ураганов Белы, Хлои и Дории в 1967 году?

Смотрите также: Ураган Флоренция: время прибытия, прогноз осадков, прогнозы наводнений

Ответы на эти вопросы лежат в основе современных исследований климата ураганов, которые ученые-атмосферщики пытаются понять. Есть признаки того, что изменение климата может влиять на ураганы несколькими различными способами. Однако эти сигналы неубедительны из-за нашего неадекватного понимания того, как ураганы взаимодействуют с окружающей средой.

Ссылка на температуру океана

Подобно тому, как вирус гриппа трансформируется в различных средах и становится более заразным в холодные зимние температуры, ураганы зависят от окружающей среды для их существования и движения. В какой степени окружающая среда влияет на развитие ураганов, действительно является одной из наиболее широко изучаемых тем в исследованиях ураганов.

Доказательства роли окружающей среды в развитии ураганов отмечаются с начала 1950-х годов, однако Керри Эмануэль в Массачусетском технологическом институте в своих исследованиях динамики ураганов в конце 1980-х годов достиг важной вехи.

Его идея состояла в том, чтобы рассматривать ураганы как тепловые двигатели, которые могут извлекать тепло с поверхности океана и истощать его в верхней тропосфере. Таким образом, Эмануэлю удалось получить математическое выражение, показывающее, как максимальная потенциальная интенсивность, которую может достигать ураган в данной среде, зависит от температуры поверхности моря и температуры вблизи вершины атмосферной тропосферы примерно в 14 километрах или 8,8 милях над уровнем моря. море. Более высокая температура поверхности моря приведет к более высокой интенсивности, в соответствии с формулировкой Эмануэля.

По сути, связь Эмануэля между интенсивностью урагана и температурой поверхности моря диктует, насколько сильным может быть ураган для данного состояния окружающей среды. Многочисленные исследования подтвердили важность температуры поверхности моря для контроля максимальной интенсивности урагана и предполагают увеличение силы урагана на 2-3% на 1 градус Цельсия, повышение температуры поверхности моря при благоприятных условиях.

С этой точки зрения, таким образом, очень заманчиво утверждать, что изменения интенсивности ураганов должны быть связаны с глобальным климатом из-за жизненно важной роли температур океана в развитии ураганов. Действительно, во многих исследованиях климатологии интенсивности ураганов температура океана рассматривается в качестве основного фактора для определения будущей тенденции изменения интенсивности ураганов.

По общему согласию между этими исследованиями сделан вывод о том, что будущие ураганы будут иметь тенденцию быть сильнее, чем ураганы в современном климате, предполагая, что температура поверхности моря продолжит свою нынешнюю тенденцию потепления в будущем.

Глядя на крайности для подсказок

Хотя мы можем ожидать увеличения интенсивности ураганов в результате повышения температуры океана, способ интерпретации этого результата для одного конкретного урагана оказывается совершенно другим.

Для наглядной иллюстрации того, насколько это может быть сложно, рассмотрим, как изменение климата может повлиять на такие аспекты нашей погоды, как суточное изменение температуры.

Например, будущее повышение температуры воздуха на 0,5 градуса в течение следующих 10 лет будет в основном замаскировано любым дневным изменением температуры, которое находится в диапазоне 10 градусов между днем ​​и ночью. В этом смысле было бы поспешным сделать вывод о том, что высокая интенсивность урагана Харви или Ирма вызвана климатическими изменениями просто потому, что колебания местных погодных условий могут вносить гораздо больший вклад, чем сигналы об изменении климата.

Помимо ежедневных колебаний интенсивности из-за местных условий окружающей среды, ураганы могут также вести себя хаотично, что приводит к значительному изменению их интенсивности. Недавнее исследование показало, что внутренние изменения интенсивности ураганов могут достигать 10-18 миль в час, что больше, чем то, что может быть вызвано изменением климата.

С другой стороны, не следует наивно отрицать любые заявления о том, что экстремальные воздействия урагана Харви или Ирма являются симптомами климатических изменений.

Некоторые исследования показали, что изменение глобального климата может привести к изменению поведения реактивного потока над Северной Америкой. Наводнение, связанное с Харви, было необычным отчасти потому, что шторм затянулся над Техасом гораздо дольше, чем любой другой ураган. Таким образом, хотя наши нынешние знания не позволяют нам связывать интенсивность Харви с какими-либо конкретными изменениями климата, аномалия остановки Харви в течение длительного периода над сушей может быть проявлением сдвига в глобальной циркуляции в более теплом климате.

Аналогичным образом, появление тройных ураганов в Атлантическом бассейне в сентябре 2017 года может стать еще одним потенциальным сигналом о более благоприятных условиях для образования ураганов в результате изменения климата.

С климатологической точки зрения, именно частота и величина этих аномальных экстремальных явлений, таких как длительный период над землей урагана Харви или чрезвычайная интенсивность урагана Ирма, часто представляют наибольший интерес для исследователей. Это потому, что эти крайности являются сигналами изменений климата, которые можно отличить от повседневных изменений.

Пределы нашего понимания

Наряду с прямыми воздействиями климата на интенсивность ураганов, другим возможным воздействием климата на ураганы является изменение схемы следов ураганов в будущем климате.

В принципе, изменение глобальных схем циркуляции воздуха может повлиять на потоки рулевого управления, которые управляют движением урагана, как лист, унесенный рекой. Как таковые, изменения в глобальных циркуляциях, связанных с изменением климата, могут внести другую степень изменчивости в последствия ураганов, которые мы должны принимать во внимание.

Недавнее климатологическое исследование, проведенное Джеймсом Коссином в Висконсинском университете, предположило сдвиг полюса в точке максимальной интенсивности урагана в потеплении климата. Но в отличие от связи между интенсивностью ураганов и окружающей средой, в настоящее время количественно определить связь между глобальным изменением циркуляции и движением урагана гораздо сложнее.

Смотрите также: Ураган Флоренция Эвакуация: Южная Каролина превратила I-26 в улицу с односторонним движением

В то время как исследования ураганов дают нам хорошее представление о том, как ураганы будут меняться в более теплом климате, измерение этого изменения и, в частности, привязка уникальной особенности одного конкретного урагана к изменению климата находятся за пределами нынешнего уровня доверия.

В действительности, есть несколько других факторов, которые могут сильно мешать развитию урагана, например, изменение температуры воздуха с высотой. Эти факторы напрямую влияют на взаимодействие ураганов с окружающей средой. Однако их очень трудно количественно определить в контексте изменения климата из-за различных временных масштабов между развитием ураганов, измеряемым в порядке дней и недель, и изменением климата, которое происходит в течение десятилетий.

С точки зрения ученого, отсутствие понимания влияния климата на ураганы вызывает разочарование, если не раздражает. С другой стороны, эти неопределенности продолжают побуждать нас к поиску любой возможной связи между ураганами - включая их интенсивность, частоту, время формирования и местоположение - и климат. Необходимо лучшее понимание взаимосвязи между ураганом и климатом, поскольку в конечном итоге знания могут помочь обществу.

Эта статья была первоначально опубликована в «Беседе» Чан Киеу. Прочитайте оригинальную статью здесь.