Как интенсивность урагана влияет на глобальное потепление

Когда ураган Ян обрушился на Флориду, это был один из самых мощных ураганов в Соединенных Штатах за всю историю наблюдений, и он последовал за двухнедельной чередой мощных разрушительных штормов по всему миру.

Несколькими днями ранее на Филиппинах тайфун Нору придал новое значение быстрому усилению, когда на следующий день он превратился из тропического шторма со скоростью ветра 50 миль в час в монстра категории 5 со скоростью ветра 155 миль в час. Ураган Фиона затопил Пуэрто-Рико, а затем стал самым сильным штормом в Канаде за всю историю наблюдений. Тайфун Мербок набрал силу над теплым Тихим океаном и разорвал более 1000 миль побережья Аляски.

Сильные штормы обрушиваются от Филиппин в западной части Тихого океана до Канарских островов в восточной Атлантике, Японии и Флориды в средних широтах и ​​западной Аляски и Приморских островов Канады в высоких широтах.

Многие люди спрашивают о роли повышения глобальной температуры в подобных штормах. Это не всегда простой ответ.

Ясно, что изменение климата увеличивает верхний предел силы ураганов и интенсивности дождя, а также повышает средний уровень моря и, следовательно, штормовые нагоны. Влияние на общее количество ураганов в настоящее время неясно, как и другие аспекты.Но по мере возникновения ураганов мы ожидаем, что все больше из них будут сильными штормами. Ураган Ян и другие недавние штормы, в том числе атлантический сезон 2020 года, дают представление о том, как это может выглядеть.

Наши исследования были сосредоточены на ураганах, изменении климата и круговороте воды в течение многих лет. Вот что известно ученым на данный момент.

Осадки: температура оказывает явное влияние

Температура океана и атмосферы имеют решающее значение для развития ураганов.

Ураганы питаются от выделения тепла, когда вода, испаряющаяся с поверхности океана, конденсируется в виде штормового дождя.

Более теплый океан производит больше испарения, а это означает, что больше воды доступно для атмосферы. Более теплая атмосфера может удерживать больше воды, что способствует большему количеству осадков. Чем больше дождя, тем больше выделяется тепла, а больше выделяется тепла, значит, сильнее ветер.

Это основные физические свойства климатической системы, и эта простота придает большую уверенность ожиданиям ученых относительно штормовых условий по мере нагревания планеты. Возможность большего испарения и более высокой интенсивности дождя в целом верна для всех типов штормов, на суше или на море.

Это базовое физическое понимание, подтвержденное компьютерным моделированием этих штормов в нынешнем и будущем климате, а также недавними событиями, приводит к высокой уверенности в том, что количество осадков во время ураганов увеличивается не менее чем на 7% на каждый градус потепления.

Сила шторма и быстрое усиление

У ученых также есть высокая уверенность в том, что скорость ветра увеличится при потеплении климата и что доля штормов, которые перерастут в мощные штормы категории 4 или 5, увеличится. Подобно норме осадков, увеличение интенсивности основано на физике экстремальных осадков.

Ущерб экспоненциально зависит от скорости ветра, поэтому более сильные штормы могут иметь большее влияние на жизнь и экономику. Потенциальный ущерб от шторма категории 4 с ветром 150 миль в час, как у Иана при выходе на сушу, примерно в 256 раз больше, чем от шторма категории 1 с ветром 75 миль в час.

Вопрос о том, вызывает ли потепление более быстрое усиление штормов, является активной областью исследований, и некоторые модели предлагают доказательства того, что это, вероятно, произойдет. Одна из проблем заключается в том, что в мире мало надежных исторических данных для выявления долгосрочных тенденций. Наблюдения за атлантическими ураганами восходят к 1800-м годам, но во всем мире они считаются надежными только с 1980-х годов при наличии спутникового покрытия.

При этом уже есть некоторые свидетельства того, что в Атлантике заметно увеличение быстрой интенсификации.

В течение последних двух недель сентября 2022 года и Нору, и Ян быстро активизировались. В случае с Яном успешные прогнозы быстрого усиления были даны за несколько дней вперед, когда шторм еще был тропической депрессией. Они иллюстрируют значительный прогресс в прогнозировании интенсивности за последние несколько лет, хотя улучшения неравномерны.

Есть некоторые признаки того, что в среднем места, где бури достигают максимальной интенсивности, смещаются к полюсу. Это будет иметь важные последствия для определения местоположения основных ударов штормов. Однако пока неясно, сохранится ли эта тенденция в будущем.

Штормовой нагон: два важных фактора

Штормовой нагон — подъем воды у побережья, вызванный штормом, — связан с рядом факторов, включая скорость шторма, размер шторма, направление ветра и топографию прибрежного морского дна. Изменение климата может иметь как минимум два важных влияния.

Более сильные штормы увеличивают вероятность более высокого нагона, а повышение температуры вызывает повышение уровня моря, что увеличивает высоту воды, поэтому теперь штормовой нагон выше, чем раньше, по отношению к суше. В результате существует высокая степень достоверности увеличения вероятности более сильных штормовых нагонов.

Скорость движения и вероятность остановки

Скорость шторма может быть важным фактором в общем количестве осадков в данном месте: более медленный шторм, такой как ураган Харви в 2017 году, обеспечивает более длительный период времени для накопления дождя.

Есть признаки глобального замедления скорости ураганов, но качество исторических данных ограничивает понимание на данный момент, а возможные механизмы еще не поняты.

Частота штормов в будущем менее ясна

Как может измениться количество ураганов, формирующихся каждый год, — еще один важный вопрос, который не совсем понятен.

Не существует окончательной теории, объясняющей количество штормов в нынешнем климате или то, как он изменится в будущем.

Помимо наличия подходящих условий окружающей среды для разжигания шторма, шторм должен формироваться из-за возмущения в атмосфере. В настоящее время в научном сообществе ведутся дебаты о роли этих предбуревых возмущений в определении количества штормов в нынешнем и будущем климате.

Естественные колебания климата, такие как Эль-Ниньо и Ла-Нинья, также оказывают существенное влияние на то, развиваются ли ураганы и где. Как они и другие естественные вариации изменятся в будущем и повлияют на будущую ураганную активность, является предметом активных исследований.

Насколько изменение климата повлияло на Иэна?

Ученые проводят исследования атрибуции отдельных штормов, чтобы оценить, насколько глобальное потепление, вероятно, повлияло на них, и эти исследования в настоящее время проводятся для Яна.

Тем не менее, отдельные атрибуционные исследования не нужны, чтобы быть уверенным, что шторм произошел в среде, которую антропогенное изменение климата сделало более благоприятной для более сильного, дождливого и более сильного стихийного бедствия. Человеческая деятельность будет продолжать увеличивать вероятность еще более сильных ураганов из года в год, если не будет предпринято быстрое и резкое сокращение выбросов парниковых газов.

Мэтью Барлоу — профессор климатологии Массачусетского университета в Лоуэлле, и Сюзанна Дж.Камарго — профессор физики океана и климата Ламонта в Колумбийской школе климата.

Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочитайте оригинальную статью.