Satellitbillede den 19. september, 7, viser tre orkaner: Irma i midten lige nord for øen Hispaniola, Katia til venstre i Mexicogolfen og Jose i Atlanterhavet til højre. NOAA via AP

Orkanen Harvey med sin historiske mængde nedbør over Texas efterfulgt af en streng af orkanerne Irma, Jose og Katia i det nordatlantiske bassin i 2017 har udløst mangeårige spørgsmål om enhver sammenhæng mellem orkaner og klima.

Kan vi virkelig skylde disse nylige orkaner på klimaændringer? Eller er de simpelthen en sammenfald af naturen, der sker en gang hvert par årtier, svarende til tredobbelt fra orkanerne Beulah, Chloe og Doria tilbage i 1967?

Besvarelsen af ​​disse spørgsmål ligger i hjertet af den aktuelle orkanklimaforskning, som atmosfæriske forskere forsøger at forstå. Der er tegn på, at klimaændringer kan påvirke orkaner på flere forskellige måder. Imidlertid er disse signaler ikke entydige på grund af vores mangelfulde forståelse af, hvordan orkaner interagerer med miljøet.

Forbindelse til havets temperatur

Meget som en influenzavirus morfer i forskellige miljøer og bliver mere smitsom ved kolde vintertemperaturer, afhænger orkaner af det omgivende miljø for deres eksistens og bevægelse. I hvilken grad det omgivende miljø påvirker orkanudvikling er faktisk blandt de mest omfattende studerede emner inden for orkanforskning.

Bevis for miljøets rolle ved orkanudvikling er blevet bemærket siden de tidlige 1950, men alligevel opnåedes en vigtig milepæl ved at Kerry Emanuel hos MIT i hans undersøgelser af orkanens dynamik i de sene 1980.

Hans idé var at betragte orkaner som varmemotorer, der kan udtrække varme fra havoverfladen og udtømme den i den øvre troposfære. På denne måde kunne Emanuel opnå et matematisk udtryk, der viser, hvordan den maksimale potentialeintensitet, en orkan kan opnå i et givet miljø, afhænger af havets overfladetemperatur og temperatur nær toppen af ​​den atmosfæriske troposfære omkring 14 kilometer, eller 8.8 miles, over hav. En varmere havoverfladetemperatur ville resultere i en højere intensitet ifølge Emanuel's formulering.

'Brændstof' til orkaner kommer fra energien i havets varme. NASA, CC BY

I det væsentlige dikterer Emanuel's forhold mellem orkanintensitet og havoverfladetemperatur hvor stærk en orkan kan være for en given miljøtilstand. Talrige undersøgelser har derefter bekræftet betydningen af ​​havets overfladetemperatur for at kontrollere orkanens maksimale intensitet og antyder en stigning på 2-3 procent i orkanstyrke pr. 1 stigning i havoverfladetemperatur under gunstige forhold.

Ud fra dette perspektiv er det således meget fristende at hævde, at variationer i orkanintensitet skal være forbundet med det globale klima på grund af havets temperaturers vigtige rolle i orkanudviklingen. Faktisk mange undersøgelser med hensyn til klimaintensitetsklimatologi betragter havtemperaturen som en vigtig fuldmagt til at detektere den fremtidige tendens i ændring af orkanintensitet.

Den fælles konsensus blandt disse undersøgelser er en konklusion om, at fremtidige orkaner vil have en tendens til at være stærkere end dem i det nuværende klima, hvis man antager, at havets overfladetemperatur fortsætter sin nuværende opvarmningstendens i fremtiden.

Ser på ekstremer for spor

Selvom vi kan forvente en stigning i orkanintensitet som et resultat af stigende havtemperaturer, viser det sig, at hvordan man fortolker dette resultat til en bestemt orkan, er meget anderledes.

For en intuitiv illustration af hvor vanskeligt dette kan være, skal du overveje, hvordan klimaændringer kan påvirke aspekter af vores vejr, såsom den daglige temperaturvariation.

For eksempel vil en fremtidig opvarmning af lufttemperatur på 0.5 grader i de næste 10 år for det meste blive udmaskeret af enhver daglig temperaturvariation, som ligger i intervallet 10 grader mellem dag og nat. I denne forstand ville det være hurtigt at hoppe til en konklusion om, at den høje intensitet af orkanen Harvey eller Irma er forårsaget af klimaændringer, simpelthen fordi udsving i lokale vejrforhold kunne bidrage meget mere end klimaændringssignaler.

Oven på de daglige intensitetsudsving på grund af lokale miljøforhold kan orkaner også have kaotisk opførsel, der får deres intensitet til at variere meget. En nylig studere viste interne variationer af orkanintensitet kunne være så stor som 10-18 miles i timen, hvilket er større end hvad der ville være fremkaldt af klimaændringer.

På den anden side skal man ikke naivt benægte enhver påstand om, at de ekstreme virkninger af orkanen Harvey eller Irma er symptomer på klimaændringer.

Ekstreme begivenheder, såsom regnen forbundet med orkanen Harvey, giver forskere en mulighed for at undersøge virkningerne af klimaændringer, fordi de ligger uden for den daglige variation i vejret. AP Photo / David J. Philip

Nogle forskning har indikeret at ændringen i det globale klima kunne føre til en forskydning af jetstrømmens adfærd over Nordamerika. Oversvømmelser relateret til Harvey var delvis usædvanlig, fordi stormen stoppede over Texas i meget længere tid end nogen anden orkan. Så selvom vores nuværende viden ikke tillader os at forbinde Harvey's intensitet til nogen specifikke klimaændringer, er abnormiteten i Harvey stalling i en lang periode over land kunne være en manifestation af skiftet i den globale cirkulation i et varmere klima.

Ligeledes kan fremkomsten af ​​tredobbelte orkaner i Atlanterhavet i september 2017 være et andet potentielt signal om de mere gunstige betingelser for orkandannelse som følge af klimaændringer.

Fra det klimatologiske perspektiv er det hyppigheden og størrelsen af ​​disse unormale ekstremer, såsom den forlængede periode over orkanen Harvey, eller den ekstreme intensitet af orkanen Irma, der ofte er af største interesse for forskerne. Dette skyldes, at disse ytterpunkter er signaler om klimaændringer, der kan skelnes fra variationer fra dag til dag.

Grænser for vores forståelse

Sammen med de direkte påvirkninger af klimaet på orkanintensiteten er en anden tænkelig påvirkning af klimaet på orkaner skiftet af orkanspormønsteret i det fremtidige klima.

I princippet kunne en ændring i de globale luftcirkulationsmønstre påvirke de styrestrømme, der styrer orkanbevægelsen, ligesom et blad, der føres væk af en flod. Som sådan kan variationer i globale cirkulationer, der er forbundet med klimaforandringer, introducere en anden grad af variation i orkanvirkningerne, som vi er nødt til at tage højde for.

En nylig klimatologisk undersøgelse ledet af James Kossin ved University of Wisconsin antydede en polard skift af placering af orkanens maksimale intensitet i et varmende klima. Men i modsætning til forbindelsen mellem orkanintensitet og det omgivende miljø, er forbindelsen mellem global cirkulationsændring og orkanbevægelse meget sværere at kvantificere i øjeblikket.

Mens forskning i orkaner giver os en god fornemmelse af, hvordan orkaner ville ændre sig i et varmere klima, måler denne ændring og især binder et unikt træk ved en bestemt orkan til klimaændringer det aktuelle tillidsniveau.

I virkeligheden er der flere andre faktorer, der stærkt kan forstyrre orkanudviklingen, såsom ændringen af ​​atmosfærisk temperatur med højden. Disse faktorer påvirker direkte samspillet mellem orkaner og det omgivende miljø. Disse er imidlertid meget vanskelige at kvantificere i sammenhæng med klimaændringer på grund af de forskellige tidsskalaer mellem orkanudvikling - målt i størrelsesordenen dage og uger - og klimaændringer, der finder sted over årtier.

Fra en videnskabsmandsperspektiv er den manglende forståelse af klimapåvirkningerne på orkaner skuffende, hvis ikke irriterende. På den anden side fortsætter disse usikkerheder med at motivere os til at søge efter enhver mulig forbindelse mellem orkaner - inklusive deres intensitet, hyppighed, tidspunkt for dannelse og placering - og klima. Bedre forståelse af orkan-klimaforhold er nødvendig, da det i sidste ende er, at viden kan hjælpe med at tjene samfundet.

Chanh Kieu, lektor i atmosfærisk videnskab, Indiana University

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort den The Conversation. Læs oprindelige artikel.

Relaterede bøger

at InnerSelf Market og Amazon