Спутник на X. 7, 2017 показывает три урагана: Ирма в центре к северу от острова Эспаньола, Катя слева в Мексиканском заливе и Хосе в Атлантическом океане справа. NOAA через AP

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

Можем ли мы действительно обвинять эти недавние ураганы в изменении климата? Или это просто совпадение природы, происходящее раз в несколько десятилетий, похожее на тройку ураганов Беула, Хлоя и Дориа еще в 1967?

Ответ на эти вопросы лежит в основе нынешних исследований климата ураганов, которые пытаются понять ученые-атмосферы. Есть признаки того, что изменение климата может влиять на ураганы несколькими способами. Однако эти сигналы являются неубедительными из-за нашего неадекватного понимания того, как ураганы взаимодействуют с окружающей средой.

Ссылка на температуру океана

Так же, как вирус гриппа морфы в разных средах и становится более заразительным в холодных зимних температурах, 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.

Свидетельство о роли окружающей среды в развитии ураганов было отмечено с ранних 1950, но важной вехой было достигнуто Керри Эмануэль в Массачусетском технологическом институте исследования динамики ураганов в конце 1980.

Его идея состояла в том, чтобы рассматривать ураганы как тепловые двигатели, которые могут выделять тепло с поверхности океана и высасывать его в верхней тропосфере. Таким образом, Эмануэль смог получить математическое выражение, показывающее, как максимальная потенциальная интенсивность, которую может достичь ураган в данной среде, зависит от температуры и температуры поверхности моря вблизи верха атмосферной тропосферы около 14 километров или километров 8.8 выше море. По словам Эммануэля, более теплая температура поверхности моря приведет к более высокой интенсивности.

«Топливо» для ураганов происходит от энергии в теплоте океана. НАСА, CC BY

По сути, отношения Эмануэля между интенсивностью ураганов и температурой поверхности моря определяют, насколько сильный ураган может быть для данного состояния окружающей среды. Многочисленные исследования подтвердили важность температуры поверхности моря в контроле максимальной интенсивности ураганов и предполагают увеличение 2-3 процентов в силе ураганов за 1 Цельсия повышение температуры поверхности моря при благоприятных условиях.

С этой точки зрения, поэтому очень заманчиво утверждать, что вариации интенсивности ураганов должны быть связаны с глобальным климатом из-за жизненно важной роли температур океана в развитии ураганов. Действительно, многие исследования климатологии интенсивности ураганов рассматривают температуру океана как основной прокси-сервер для определения будущей тенденции изменения интенсивности ураганов.

Общим консенсусом среди этих исследований является вывод о том, что будущие ураганы будут иметь тенденцию быть более сильными, чем в современном климате, при условии, что температура поверхности моря продолжит текущую тенденцию потепления в будущем.

Глядя на крайности для подсказок

Хотя мы можем ожидать увеличения интенсивности ураганов в результате повышения температуры океана, как интерпретировать этот результат для одного конкретного урагана, оказывается, очень сильно отличается.

Для интуитивной иллюстрации того, насколько сложно это может быть, подумайте, как изменение климата может повлиять на аспекты нашей погоды, такие как ежедневное изменение температуры.

Например, дальнейшее прогревание температуры воздуха в градусах 0.5 в следующие 10 годы будет в основном замаскировано любым ежедневным изменением температуры, которое находится в диапазоне 10 градусов между днем ​​и ночью. В этом смысле было бы поспешно прийти к выводу, что высокая интенсивность урагана Харви или Ирма обусловлена ​​изменением климата, просто потому, что колебания местных погодных условий могут в значительной степени способствовать изменению сигналов об изменении климата.

В дополнение к повседневным колебаниям интенсивности из-за местных условий окружающей среды ураганы могут также обладать хаотическим поведением, которые вызывают интенсивность их интенсивности. Недавний Исследование показали, что внутренние изменения интенсивности ураганов могут быть такими же большими, как 10-18 миль в час, что больше, чем вызвано изменением климата.

С другой стороны, не следует наивно отрицать любые утверждения о том, что экстремальные последствия урагана Харви или Ирма являются симптомами изменения климата.

Экстремальные события, такие как дождь, связанный с ураганом Харви, дают возможность исследователям изучить последствия изменения климата, поскольку они находятся вне повседневной изменчивости погоды. AP Photo / Дэвид Дж. Филип

Некоторые исследования показали что изменение глобального климата может привести к сдвиг поведения струйного потока над Северной Америкой. Наводнение, связанное с Харви, было необычным отчасти потому, что буря остановилась над Техасом намного дольше, чем любой другой ураган. Таким образом, хотя наши текущие знания не позволяют нам связывать интенсивность Харви с какими-либо конкретными изменениями климата, ненормальность Харви долгое время задерживается на суше может стать проявлением сдвига в глобальном круговороте в более теплом климате.

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

С климатологической точки зрения это частота и величина этих аномальных экстремумов, таких как длительный период над землей урагана Харви или экстремальная интенсивность урагана Irma, которые часто представляют наибольший интерес для исследователей. Это связано с тем, что эти крайности являются сигналами климатических изменений, которые можно отличить от повседневных изменений.

Пределы нашего понимания

Наряду с прямым воздействием климата на интенсивность ураганов, другое возможное влияние климата на ураганы - это изменение структуры ураганов в будущем климате.

В принципе, изменение глобальных моделей циркуляции воздуха может повлиять на рулевые потоки, которые направляют движение ураганов, подобно тому, как лист уносится рекой. Таким образом, вариации глобальных циркуляций, связанных с изменением климата, могут привести к другой степени изменчивости воздействия ураганов, которые мы должны учитывать.

Недавнее климатологическое исследование под руководством Джеймса Коссина из Университета Висконсина показало, что сдвиг места максимальной интенсивности ураганов в потеплении климата. Но в отличие от связи между интенсивностью ураганов и окружающей средой, связь между глобальным изменением циркуляции и движением ураганов в настоящее время намного сложнее.

Хотя исследования по ураганам 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 выходят за рамки нынешнего уровня доверия.

На самом деле существует несколько других факторов, которые могут сильно повлиять на развитие ураганов, например, изменение температуры атмосферы с высотой. Эти факторы непосредственно влияют на взаимодействие ураганов с окружающей средой. Однако их очень трудно количественно оценить в контексте изменения климата из-за разного временного масштаба между развитием ураганов - измеренным в порядке дней и недель - и изменением климата, которое происходит в течение десятилетий.

С точки зрения ученого, отсутствие понимания воздействия климата на ураганы вызывает разочарование, если не раздражает. С другой стороны, эти неопределенности продолжают мотивировать нас искать любую возможную связь между ураганами - включая их интенсивность, частоту, время формирования и местоположение - и климат. Необходимо более глубокое понимание отношения урагана и климата, поскольку, в конечном счете, знание может помочь обществу.

Чанх Кие, доцент кафедры атмосферных наук, Университет Индианы

Эта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon