11 просмотров

Спросите НАСА о климате

Спросите НАСА Климат | 10 марта 2020 г., 13:38 PDT

Как изменение климата может повлиять на штормы над тропическими океанами Земли

Алан Буйс,
Лаборатория реактивного движения НАСА

Ураган Лоренцо движется через восточную часть Северной Атлантики, как видно со спутника НАСА Terra. Авторы и права: NASA Worldview, Система данных и информации системы наблюдения за Землей (EOSDIS).

Когда климатологи НАСА выступают публично, их часто спрашивают о возможных связях между изменением климата и экстремальными погодными явлениями, такими как ураганы, сильные ливни, наводнения, метели, волны тепла и засухи. В конце концов, кажется, что экстремальная погода в последнее время появляется в новостях почти каждый день, и люди обращают на это внимание. Интересно, как изменение климата может повлиять на определенные экстремальные погодные и природные климатические явления, такие как Эль-Ниньо и Ла-Нинья?

Нет простого ответа, говорит Жоао Тейшейра, содиректор Центра наук о климате в Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния, и руководитель научной группы по прибору атмосферного инфракрасного зонда (AIRS) на спутнике НАСА Aqua. «В научном сообществе относительно общепризнан тот факт, что по мере повышения глобальной температуры очень вероятно, что количество экстремальных осадков также увеличится», — говорит он. «Кроме того, мы все еще учимся».

«В научном сообществе относительно общепризнан тот факт, что по мере повышения глобальной температуры количество экстремальных осадков, скорее всего, также увеличится. Кроме того, мы все еще учимся».

— Жоао Тейшейра

Хотя полного консенсуса по этому вопросу еще нет, в последние годы начал появляться ряд доказательств, связывающих экстремальные погодные условия с изменением климата. Данные со спутников, самолетов, наземных измерений и проекций климатических моделей все чаще связывают друг с другом. Количественная оценка этих взаимосвязей является большой проблемой.

Статья в тему:  Что означает авария для ядерного реактора

«У всех доступных нам инструментов есть свои плюсы и минусы, — говорит Тейшейра. «Дождемеры, например, обеспечивают хорошие измерения, но они локальны и разбросаны далеко друг от друга.Напротив, спутники обычно косвенно измеряют климатические переменные (такие как осадки, температура и влажность) и еще не имеют достаточно длинных записей данных, чтобы установить тенденции, хотя ситуация начинает меняться. Кроме того, представление мелкомасштабных процессов в атмосфере, которые являются ключевыми для экстремальных погодных явлений, в климатических моделях, таких как турбулентность, конвекция и физика облаков, общеизвестно сложно. Итак, мы находимся в некоторой загадке. Но по мере проведения дополнительных исследований наблюдается значительный прогресс».

Простая аналогия показывает, как трудно объяснить экстремальную погоду изменением климата. Добавление выбросов ископаемого топлива в атмосферу Земли увеличивает ее температуру, что добавляет в атмосферу больше энергии, перезаряжая ее, как спортсмена на стероидах. И так же, как трудно количественно определить, в какой степени улучшение результатов этого спортсмена связано с использованием стероидов, также трудно сказать, связаны ли экстремальные погодные явления с более теплой атмосферой.

Являются ли сезоны ураганов с наддувом в Атлантике показательным случаем?

Возьмем, к примеру, ураганы. Горячей темой в исследованиях экстремальной погоды является то, как изменение климата влияет на силу тропических циклонов. Взгляд на сезон ураганов в Атлантике в 2019 году служит тому примером.

После спокойного начала сезона 2019 года ураган Дориан пронесся над Атлантикой в ​​конце августа и начале сентября, удивив многих синоптиков своим неожиданным и быстрым усилением. Всего за пять дней «Дориан» превратился из минимального урагана категории 1 в чудовище категории 5, достигнув пиковой интенсивности в 185 миль (295 километров) в час, когда он достиг берегов Багамских островов. При этом Дориан установил 84-летний рекорд сильнейшего атлантического урагана, обрушившегося на сушу, и стал пятым по интенсивности зарегистрированным атлантическим ураганом, обрушившимся на сушу, согласно его атмосферному давлению.

Статья в тему:  Как глобальное потепление влияет на аллергию людей

видимый ураган Дориан

Инфракрасный ураган Дориан в искусственных цветах

Две недели спустя остатки тропического шторма «Имельда» затопили некоторые части Техаса под более чем 40-дюймовым (102 сантиметром) дождем, что достаточно, чтобы сделать его пятым самым влажным зарегистрированным тропическим циклоном, обрушившимся на нижние 48 штатов. Подпитываемые обильной влагой из теплого Мексиканского залива, проливные дожди и наводнения на медленно движущейся Имельде нанесли ущерб обширному региону.

Затем, в конце сентября, ураган Лоренцо стал самым северным и восточным штормом категории 5 за всю историю наблюдений в Атлантике, затронув даже Британские острова как внетропический циклон.

Атмосфера Земли и океаны значительно нагрелись за последние десятилетия. Нагревающийся океан создает идеальный котел для заваривания бури. Ураганы подпитываются теплом в верхних слоях океана, и для их формирования и развития требуется температура поверхности моря (ТПМ) выше 79 градусов по Фаренгейту (26 градусов по Цельсию).

С 1995 года было 17 сезонов ураганов в Атлантике, превышающих норму, согласно индексу накопленной энергии циклонов (ACE) NOAA. ACE рассчитывает интенсивность сезона ураганов, объединяя количество, скорость ветра и продолжительность каждого тропического циклона. Это самый большой отрезок сезонов выше нормы за всю историю наблюдений.

Таким образом, хотя атлантических ураганов не обязательно больше, чем раньше, те, которые формируются, похоже, становятся сильнее, с большим количеством событий категорий 4 и 5.

Исследования НАСА указывают на увеличение количества экстремальных штормов над тропическими океанами Земли

Что исследования НАСА говорят об экстремальных штормах? Одно исследование НАСА, проведенное в конце 2018 года, подтверждает мнение о том, что глобальное потепление вызывает увеличение количества экстремальных штормов, по крайней мере, над тропическими океанами Земли (между 30 градусами к северу и югу от экватора).

Статья в тему:  Как голод в мире влияет на рост населения

Группа во главе с Хартмутом Ауманном из JPL, научным сотрудником проекта AIRS с 1993 по 2012 год, проанализировала данные AIRS за 15 лет в поисках корреляции между средними ТПМ и формированием экстремальных штормов.Они определили экстремальные штормы как те, которые производят не менее 0,12 дюйма (3 миллиметра) дождя в час на территории определенного размера. Они обнаружили, что экстремальные штормы формируются, когда температура SST превышает 82 градуса по Фаренгейту (28 градусов по Цельсию). Команда также увидела, что на каждые 1,8 градуса по Фаренгейту (1 градус Цельсия) увеличения SST количество экстремальных штормов увеличивалось примерно на 21 процент. Основываясь на текущих прогнозах климатической модели, исследователи пришли к выводу, что к 2100 году количество сильных штормов может увеличиться на 60 процентов.

Благодаря метеорологическим спутникам ученые определили возможную корреляцию между чрезвычайно холодными облаками, видимыми на тепловых инфракрасных спутниковых изображениях (так называемые глубокие конвективные облака), и сильными штормами, наблюдаемыми на земле при определенных условиях, особенно над тропическими океанами. Когда осадки из этих облаков попадают в верхнюю часть самого нижнего слоя атмосферы Земли, тропосферы, образуются проливные дожди и град.

AIRS не может измерять осадки непосредственно из космоса, но он может измерять температуру облаков с необычайной точностью и стабильностью. Его данные также можно сопоставить с другими климатическими переменными, такими как ТПМ, для которых ученые ведут длинные записи данных.

Статья в тему:  Какой тип реакции вызывает глобальное потепление

Чтобы определить количество экстремальных штормов, команда Ауманна каждый день строила график количества глубоких конвективных облаков в зависимости от измерений температуры поверхности моря. Они обнаружили, что количество этих облаков коррелирует с повышением температуры поверхности моря.

Результаты этого исследования отражают длинный ряд исследований AIRS и три ранее опубликованных статьи. Исследователи говорят, что остаются большие неопределенности и предположения относительно того, как экстремальные штормы могут измениться в соответствии с будущими климатическими сценариями, включая возможность того, что потепление климата может привести к меньшему количеству, но более сильным штормам. Но результаты этого исследования указывают на интригующее направление для дальнейших исследований.

Что ждет впереди?

Ауманн уверен, что будущие исследования раскроют дополнительные сведения о том, как сильные штормы, обнаруживаемые по мере того, как отдельные глубокие конвективные облака сливаются, образуют тропические штормы и ураганы. Он отмечает, что если вы посмотрите на эти облака над мировым океаном, то увидите, что они часто собираются в скопления.

«AIRS рассматривает ураганы как сотни таких скоплений», — сказал он. «Например, ураган «Дориан» представлял собой группу из примерно 150 глубоких конвективных облаков, в то время как ураган «Катрина» содержал около 500. Если вы посмотрите на снимок с метеорологического спутника, вы увидите, что сильные штормы, из которых состоит ураган, на самом деле не являются смежными. . На самом деле, они невероятно похожи на звезды в спиральных рукавах галактики. Это одна сильная гроза за другой, каждая из которых проливает на землю определенное количество дождя.

Статья в тему:  Метеорологи не верят в глобальное потепление

«AIRS имеет 2400 различных частотных каналов, так что это очень богатый набор данных», — сказал он. «На самом деле данных так много, что возможности нашего компьютера не в состоянии изучить большую их часть. Нам просто нужно задавать правильные вопросы».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x