Когда ураган обрушивается на землю, разрушения могут быть видны годами или даже десятилетиями. Менее очевидным, но также мощным является влияние ураганов на океаны.

В Новое исследование, с помощью измерений в реальном времени мы показываем, что ураганы не просто взбалтывают воду на поверхности. Они также могут отводить тепло глубоко в океан таким образом, что он может удерживать его на долгие годы и в конечном итоге затрагивать регионы, далекие от шторма.

Тепло – ключевой компонент этой истории. Давно известно, что ураганы получают свою энергию от теплых температур поверхности моря. Это тепло помогает влажный воздух у поверхности океана поднимается как воздушный шар и образуют облака выше, чем гора Эверест. Вот почему ураганы обычно образуются в тропических регионах.

Мы обнаружили, что ураганы в конечном счете также помогают нагревать океан, повышая его способность поглощать и накапливать тепло. И это может иметь далеко идущие последствия.

 Как ураганы черпают энергию из тепла океана. Кельвин Ма через Викимедиа, CC BY

Когда ураганы смешивают тепло с океаном, это тепло не просто всплывает в одном и том же месте. Мы показали, как подводные волны, вызванные штормом, могут оттолкнуть жару примерно в четыре раза глубже чем смешивать в одиночку, отправляя его на глубину, где тепло задерживается далеко от поверхности. Оттуда глубоководные течения могут переносить его на тысячи миль. Ураган, который проходит через западную часть Тихого океана и обрушивается на Филиппины, может в конечном итоге обеспечить теплой водой побережье Эквадора спустя годы.

В море в поисках тайфунов

В течение двух месяцев осенью 2018 года мы жили на борту исследовательского судна Thomas G. Thompson, чтобы зафиксировать реакцию Филиппинского моря на изменение погодных условий. Как океан Ученые, мы изучаем турбулентное перемешивание в океане и ураганы и другие тропические штормы, которые порождают эту турбулентность.

В первой половине нашего эксперимента небо было ясным, а ветер спокойным. Но во второй половине три крупных тайфуна — так известны ураганы в этой части мира — всколыхнули океан.

Этот сдвиг позволил нам напрямую сравнить движения океана с влиянием штормов и без них. В частности, нам было интересно узнать, как турбулентность под поверхностью океана помогает передавать тепло в его глубины.

Мы измеряем турбулентность океана с помощью прибора, называемого профилировщиком микроструктуры, который свободно падает почти на 1,000 метров и использует зонд, похожий на иглу фонографа, для измерения турбулентных движений воды.

Что происходит, когда проходит ураган

Представьте себе тропический океан до того, как над ним пройдет ураган. На поверхности находится слой теплой воды, теплее 80 градусов по Фаренгейту (27 градусов по Цельсию), который нагревается солнцем и простирается примерно на 160 футов (50 метров) ниже поверхности. Под ним находятся слои более холодной воды.

Ассоциация разница температур между слоями держит воды разделенными и практически не влияющими друг на друга. Вы можете думать об этом как о разделении между маслом и уксусом в непоколебимой бутылке заправки для салата.

Когда ураган проходит над тропическим океаном, его сильные ветры помогают стирать границы между слоями воды, подобно тому, как кто-то встряхивает бутылку с заправкой для салата. При этом холодная глубинная вода смешивается снизу, а теплая поверхностная вода смешивается снизу. Это приводит к снижению температуры поверхности, что позволяет океану поглощать тепло более эффективно, чем обычно, в дни после урагана.

Более двух десятилетий ученые обсудили могут ли теплые воды, смешанные вниз ураганами, нагревать океанские течения и тем самым формировать глобальные климатические модели. Суть этого вопроса заключалась в том, могут ли ураганы перекачивать тепло достаточно глубоко, чтобы оно оставалось в океане годами.
 Эти иллюстрации показывают, что происходит с теплом океана до, во время, после и через много месяцев после того, как ураган проходит над океаном. Салли Уорнер, CC BY-ND

Анализируя подповерхностные измерения океана, сделанные до и после трех ураганов, мы обнаружили, что подводные волны переносят тепло примерно в четыре раза глубже в океан, чем прямое перемешивание во время урагана. Эти волны, создаваемые самим ураганом, переносят тепло достаточно глубоко, чтобы его нельзя было легко выпустить обратно в атмосферу.

Последствия жары в глубоком океане

Как только это тепло подхватывается крупномасштабными океанскими течениями, оно может переноситься в отдаленные части океана.

Тепло, привнесенное тайфунами, которые мы изучали в Филиппинском море, могло попасть к побережью Эквадора или Калифорнии, следуя течению, которое несет воду с запада на восток через экваториальную часть Тихого океана.

В этот момент тепло может быть смешано обратно на поверхность с помощью комбинации мелеющие течения, подъем глубинных вод и турбулентное перемешивание. Как только тепло снова приблизится к поверхности, оно может согреть местный климат и повлиять на экосистемы.

Например, коралловые рифы особенно чувствительны к продолжительным периодам теплового стресса. События Эль-Ниньо являются типичными виновниками обесцвечивание кораллов в Эквадоре, но избыток тепла от ураганов, которые мы наблюдали, может способствовать стрессу рифов и обесцвечиванию кораллов вдали от мест, где возникали ураганы.

 
Коралловые рифы являются важной средой обитания для рыб и других морских обитателей, но им угрожает повышение температуры океана. Джеймс Ватт через NOAA

Также возможно, что избыточное тепло от ураганов остается в океане десятилетиями и более, не возвращаясь на поверхность. На самом деле это окажет смягчающее воздействие на изменение климата.

Поскольку ураганы перераспределяют тепло с поверхности океана на большие глубины, они могут помочь замедлить потепление атмосферы Земли, удерживая тепло в океане.

Ученые долгое время считали ураганы экстремальными явлениями, вызванными жарой океана и формируемыми климатом Земли. Наши результаты, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences, добавляют новое измерение к этой проблеме, показывая, что взаимодействия идут в обоих направлениях — сами ураганы способны нагревать океан и формировать климат Земли.

Об авторе

Ноэль Гутьеррес Брисуэла, Кандидат наук. кандидат физической океанографии, Университет Калифорнии, Сан-Диего и Салли Уорнер, доцент кафедры климатологии, Brandeis University

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Похожие книги:

Будущее, которое мы выбираем: пережить климатический кризис

Кристиана Фигерес и Том Риветт-Карнак

Авторы, сыгравшие ключевую роль в Парижском соглашении об изменении климата, предлагают идеи и стратегии преодоления климатического кризиса, включая индивидуальные и коллективные действия.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Необитаемая Земля: жизнь после потепления

Дэвид Уоллес-Уэллс

В этой книге исследуются потенциальные последствия неконтролируемого изменения климата, включая массовое вымирание, нехватку продовольствия и воды и политическую нестабильность.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Министерство будущего: роман

Ким Стэнли Робинсон

Этот роман представляет мир ближайшего будущего, борющийся с последствиями изменения климата, и предлагает видение того, как общество может измениться, чтобы справиться с кризисом.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Под белым небом: природа будущего

Элизабет Колберт

Автор исследует влияние человека на мир природы, включая изменение климата, и потенциал технологических решений для решения экологических проблем.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Просадка: самый всеобъемлющий план, когда-либо предлагаемый для обратного глобального потепления

под редакцией Пола Хокена

В этой книге представлен всеобъемлющий план решения проблемы изменения климата, включая решения для ряда секторов, таких как энергетика, сельское хозяйство и транспорт.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа