На супутниковому знімку 7 2017 показує три урагани: Ірма в центрі на північ від острова Гіспаніола, Катія зліва в Мексиканській затоці та Хосе в Атлантичному океані праворуч. NOAA через AP

Ураган Гарві, його історична кількість опадів над Техасом, а за ним ряд ураганів Ірма, Хосе та Катія в басейні Північної Атлантики в 2017, викликав давні питання щодо будь-якої зв'язку між ураганами та кліматом.

Чи можемо ми справді звинувачувати ці останні урагани в кліматичних змінах? Або вони просто збіг природи, що відбувається раз на кілька десятиліть, схожий на трійку ураганів Беула, Хлоя та Дорія ще в 1967?

Відповідь на ці питання лежить в основі сучасних досліджень клімату ураганів, які атмосферні вчені намагаються зрозуміти. Є ознаки того, що зміни клімату можуть впливати на урагани різними способами. Однак ці сигнали є непереконливими через наше неадекватне розуміння того, як урагани взаємодіють із навколишнім середовищем.

Посилання на температуру океану

Багато що, як вірус грипу морфи в різних середовищах і стає більш заразним при холодних зимових температурах, урагани залежать від навколишнього середовища їх існування та руху. Наскільки навколишнє середовище впливає на розвиток урагану, дійсно, є однією з найбільш широко вивчених тем досліджень ураганів.

Докази ролі навколишнього середовища в розвитку урагану відзначалися з початку 1950, але головна віха була досягнута Керрі Емануель в MIT у своєму Дослідження динаміки урагану в пізніх 1980.

Його ідея полягала в тому, щоб урагани розглядали як теплові двигуни, які можуть видобувати тепло з поверхні океану та вичерпувати його у верхній тропосфері. Таким чином Емануїл зміг отримати математичний вираз, що показує, як максимальна потенціальна інтенсивність урагану в даному середовищі залежить від температури поверхні моря та температури біля вершини атмосферної тропосфери навколо кілометрів 14 або 8.8 миль вище море. Тепліша температура морської поверхні призведе до більш високої інтенсивності, згідно з формулюванням Емануїла.

"Паливо" для ураганів надходить від енергії в теплі океану. NASA, CC BY

По суті, зв'язок Емануїла між інтенсивністю урагану і температурою поверхні моря диктує, наскільки сильним може бути ураган для даного стану навколишнього середовища. Тоді численні дослідження підтвердили важливість температури морської поверхні для контролю максимальної інтенсивності урагану і дозволяють припустити підвищення 2-3 percent в ураганній силі на градус 1 за Цельсієм підвищення температури поверхні моря при сприятливих умовах.

З цієї точки зору, тому дуже заманливо стверджувати, що зміни інтенсивності урагану повинні бути пов'язані зі світовим кліматом через життєво важливу роль океанських температур у розвитку ураганів. Справді, багато Дослідження Кліматологія інтенсивності урагану розглядає температуру океану як основний проксі для виявлення майбутньої тенденції зміни інтенсивності урагану.

Спільний консенсус серед цих досліджень - це висновок про те, що майбутні урагани будуть, як правило, сильнішими, ніж у сучасних кліматичних умовах, припускаючи, що температура морської поверхні продовжить поточну тенденцію потепління в майбутньому.

Дивлячись на крайності для підказки

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

Для інтуїтивної ілюстрації того, як це може бути складно, розгляньте, як зміни клімату можуть вплинути на такі аспекти нашої погоди, як щоденне коливання температури.

Наприклад, майбутнє потепління температури повітря в 0.5 градусів у наступні 10 роки в основному буде замасковане будь-яким денним коливанням температури, яке знаходиться в діапазоні градусів 10 між днем ​​і вночі. У цьому сенсі було б поспішати прийти до висновку, що висока інтенсивність урагану Харві чи Ірма викликана змінами клімату, просто тому, що коливання місцевих погодних умов можуть сприяти набагато більше, ніж сигнали про зміну клімату.

Крім денних коливань інтенсивності внаслідок місцевих умов навколишнього середовища, урагани також можуть мати хаотичну поведінку, що призводить до сильної зміни їх інтенсивності. Недавнє вчитися показали, що внутрішні зміни інтенсивності урагану можуть бути настільки ж великими, як 10-18 миль на годину, що більше, ніж те, що було б викликано змінами клімату.

З іншого боку, не слід наївно заперечувати будь-які твердження про те, що надзвичайні наслідки урагану Гарві чи Ірми є симптомами кліматичних змін.

Екстремальні події, такі як дощ, пов'язаний з ураганом Гарві, дають можливість дослідникам вивчити наслідки зміни клімату, оскільки вони перебувають поза денною мінливістю погоди. AP Photo / David J. Philip

Дещо дослідження вказали що зміна глобального клімату може призвести до зміна поведінки струменя над Північною Америкою. Повені, пов'язані з Гарві, були частково незвичними, оскільки шторм затримався над Техасом набагато довше, ніж будь-який інший ураган. Тож як наші сучасні знання не дозволяють нам пов’язати інтенсивність Харві з будь-якими конкретними змінами клімату, аномалія Харві затримуючись довгий період над землею може бути проявом зрушення глобального обігу в теплішому кліматі.

Так само поява потрійних ураганів в басейні Атлантики протягом вересня 2017 може стати ще одним потенційним сигналом про сприятливіші умови для формування урагану від зміни клімату.

З кліматологічної точки зору, саме частота та масштабність цих аномальних крайнощів, таких як тривалий період над сушею урагану Гарві або надзвичайна інтенсивність урагану Ірма, є найвищим інтересом для дослідників. Це тому, що ці крайності є сигналами зміни клімату, які можна відрізнити від щоденних змін.

Межі нашого розуміння

Поряд з прямим впливом клімату на інтенсивність ураганів, ще одним можливим впливом клімату на урагани є зміщення схеми слідів урагану у майбутньому кліматі.

В принципі, зміна глобальної схеми циркуляції повітря може вплинути на рульові потоки, які керують рухом урагану, подібно до листя, яке захоплює річка. Таким чином, зміни глобальних циркуляцій, пов'язані зі зміною клімату, можуть внести ще одну міру змінності впливу урагану, який ми маємо враховувати.

Нещодавно проведене кліматологічне дослідження під керівництвом Джеймса Коссіна в університеті Вісконсина запропонувало побічну позицію зрушення місця розташування максимальної інтенсивності урагану в умовах потепління. Але на відміну від зв'язку між інтенсивністю урагану та навколишнім середовищем, зв’язок між зміною глобальної циркуляції та рухом урагану в даний час значно важче оцінити.

Незважаючи на те, що дослідження ураганів дає нам гарне уявлення про те, як урагани змінилися б у теплішому кліматі, вимірюючи ці зміни і, зокрема, прив’язуючи унікальну особливість одного конкретного урагану до зміни клімату, виходять за межі сучасного рівня впевненості.

Насправді існує кілька інших факторів, які можуть сильно перешкоджати розвитку урагану, наприклад, зміна температури атмосфери з висотою. Ці фактори безпосередньо впливають на взаємодію ураганів з навколишнім середовищем. Однак їх дуже важко оцінити в контексті зміни клімату через різні масштаби часу між урагановим розвитком - вимірюються в порядку днів і тижнів - та зміною клімату, що відбувається протягом десятиліть.

З точки зору вченого, нерозуміння впливу клімату на урагани розчаровує, якщо не дратує. З іншого боку, ці невизначеності продовжують мотивувати нас на пошук будь-якого можливого зв’язку між ураганами - включаючи їх інтенсивність, частоту, час утворення та розташування - та кліматом. Потрібно краще розуміння урагано-кліматичних відносин, оскільки в кінцевому рахунку ці знання можуть допомогти служити суспільству.

Чан Кію, асистент кафедри наук про атмосферу, університет штату Індіана

Ця стаття була спочатку опублікована на Бесіда. Читати оригінал статті.

Суміжні книги

at InnerSelf Market і Amazon