Vijf vragen om u te helpen orkanen en klimaatverandering te begrijpen

[univers]

nachtzicht van orkaan Ida die op 30 augustus 2021 aan land komt in Louisiana, zoals gezien door de Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) op de Suomi NPP-satelliet. Credits: NASA's Earth Observatory

Het Atlantische orkaanseizoen van 2022 is officieel begonnen en NASA-wetenschappers werken samen met partners bij NOAA, FEMA en andere organisaties om gemeenschappen te helpen zich voor te bereiden op deze stormen en te reageren op de nasleep ervan. Om beter te begrijpen hoe orkanen toenemen en sterker worden in het licht van klimaatverandering, ontwikkelt NASA technologie en missies om onze thuisplaneet als een complex, dynamisch systeem te bestuderen.

Maar wat is het recept voor orkaanvorming, en hoe verandert het gedrag van deze stormen naarmate de opwarmingstrend van de aarde zich op lange termijn voortzet? NASA-onderzoek beantwoordt deze vragen om u te helpen begrijpen hoe overtollige hitte in de oceanen van de aarde de manier verandert waarop orkanen ontstaan ​​en evolueren.

1. Wat is het recept voor een orkaan?
De algemene naam voor "orkanen" is tropische cyclonen. Buiten de Verenigde Staten noemen mensen deze stormen ook wel tyfoons of gewoon cyclonen. Kortom, tropische cyclonen zijn stormen met winden die snel rond een centrum van warme lucht wervelen.

Orkanen zijn afhankelijk van vier hoofdingrediënten om te vormen. Ten eerste hebben ze warmte of energie nodig die is opgeslagen in de bovenste laag van de oceaan. Deze warmte-inhoud van de oceaan drijft een storm aan, vergelijkbaar met hoe brandstof een motor aandrijft. Ten tweede hebben ze een hoge luchtvochtigheid nodig, bereikt door verdamping van oceaanwater boven 79 ° F (26 ° C). Naarmate deze vochtige lucht opstijgt en in wisselwerking staat met koelere lucht erboven, creëert en groeit het steeds grotere wolken en onweersbuien. Ten derde hebben orkanen gunstige wind nodig. Op verschillende hoogten in de atmosfeer moeten deze winden zwak genoeg zijn om te voorkomen dat de storm uit elkaar scheurt. Ten vierde hebben orkanen achtergrondrotatie nodig om verspreide onweersbuien te organiseren in één grotere storm die steeds sneller draait in de karakteristieke spiraalvorm van een cycloon. Een deel van deze spin komt van de aarde eigen spin terwijl het om zijn as draait.


De kaart hierboven toont afwijkingen van de zee-oppervlaktetemperatuur op 14 juli 2020 en geeft aan hoeveel het water op diezelfde dag boven of onder het langjarig gemiddelde (2003-2014) was.
Credits: NASA's Earth Observatory

2. Hoe reageert klimaatverandering op de ingrediënten van een orkaan?
Oceaanhitte, luchtvochtigheid, wind - al deze ingrediënten spelen een rol bij de vorming van een orkaan. En ze worden allemaal beïnvloed door klimaatverandering.

De oceaan heeft 90% van de opwarming geabsorbeerd die de afgelopen decennia heeft plaatsgevonden als gevolg van toenemende broeikasgassen, en de bovenste meters slaan evenveel warmte op als de hele atmosfeer van de aarde. Maar de manier waarop wind in wisselwerking staat met deze hitte of energie in de oceaan speelt ook een belangrijke rol in het lot van een storm, legt Scott Braun uit, een onderzoeksmeteoroloog bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland.

"Als je een storm over een ondiepe laag warm water laat bewegen, kunnen de sterkere winden de oceaan zo vermengen dat het dat diepere, koudere water omhoog trekt en de beschikbare energie voor de storm vermindert," zei Braun. "Als de diepte van de warme laag echter vrij groot is, kan de storm dat koelere water niet echt aanboren, dus er is minder kans dat dat koelere water de storm verzwakt."

Veranderingen in windsnelheid en -richting op verschillende hoogtes, verticale windschering genoemd, kunnen een orkaan maken of breken. Het kan stormvorming belemmeren door warmte en vocht af te voeren. Als het sterk is, kan het ook een bestaande storm afbreken door de bovenkant van de onderkant weg te blazen.

"Laten we zeggen dat je een omgeving hebt waar op lage niveaus de wind uit het oosten komt met 8 kilometer per uur, en op de top met 8 kilometer per uur uit het westen," zei Braun. "Je hebt wind die probeert de storm in verschillende richtingen te verplaatsen als functie van de hoogte, en die heeft de neiging om over de storm te kantelen en hem mogelijk uit elkaar te scheuren."

In toekomstige klimaatprojecties van orkaangedrag is windschering de grootste wildcard, omdat het stormen in verschillende regio's kan verzwakken of versterken. Onderzoek suggereert dat sommige delen van de wereld sterkere wind kunnen krijgen dan andere als gevolg van de opwarming van de aarde, maar het is onzeker hoe dat zal uitpakken.

3. Betekent klimaatverandering elk seizoen meer orkanen?
Nee. Hoewel een warme oceaan een belangrijk ingrediënt is voor de vorming van orkanen, blijkt uit onderzoek dat deze opwarming geen significante invloed heeft gehad op het aantal Atlantische orkanen dat zich elk jaar vormt.

Omdat prognoses echter suggereren dat naarmate de oceaan opwarmt, de atmosfeer ook meer vocht zal vasthouden om wolken te vormen en stormen te voeden, anticiperen wetenschappers de komende jaren op sterkere en nattere orkanen. Dat wil zeggen, hoewel de opwarming van de oceaan de frequentie van orkanen nog niet verhoogt, lijkt deze overtollige hitte verschillende kenmerken van orkanen die zich vormen te beïnvloeden.

Dit is de reden waarom Dr. Mayra Oyola-Merced, een atmosferisch fysicus bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië, mensen die op plaatsen wonen die constant aan orkanen worden blootgesteld, aanmoedigt om de richtlijnen van de lokale autoriteiten te volgen voordat een storm losbarst.

"We weten dat in termen van een opwarmend klimaat met stijgende zee-oppervlaktetemperaturen, we een grotere kans hebben op orkanen in het extreme deel van de schaal", zei Oyola-Merced. "Soms, hoewel het een storm van categorie 1 is, kun je veel schadelijke regen, wind en stormvloeden krijgen die levens en eigendommen in gevaar kunnen brengen."


De kaart hierboven toont de sporen van alle 30 Atlantische stormen in 2020, waarbij enkele van de genoemde stormen worden gemarkeerd. Drie van hen - Eta, Iota en Delta - zagen hun wind in 24 uur met minstens 130 kilometer per uur toenemen.
Credits: NASA's Earth Observatory

4. Hoe beïnvloedt klimaatverandering de orkaanintensiteit?
Onderzoek wijst uit dat met stijgende temperaturen het waarschijnlijker is dat stormen een snelle intensivering zullen ondergaan , wat wordt gedefinieerd als een toename van de orkaanwindsnelheden met 35 mph (of ongeveer 56 kilometer per uur) binnen 24 uur. Door deze snelle veranderingen kunnen lokale autoriteiten en gemeenschappen in het pad van een orkaan terechtkomen zonder tijd om zich voor te bereiden.

Snelle intensivering lijkt nu al een van de belangrijkste invloeden te zijn van een opwarmende oceaan op het gedrag van orkanen. Hoewel snel intensiverende stormen de afgelopen decennia minder vaak voorkwamen, produceert de Atlantische Oceaan nu ongeveer één van deze stormen per seizoen, zei Oyola-Merced. En aangezien dit fenomeen de afgelopen decennia vaker is voorgekomen, beginnen wetenschappers net te begrijpen hoe ze het kunnen voorspellen.

"De reden dat we daar niet veel over weten, is omdat dit tot ongeveer 2005 een zeer zeldzame gebeurtenis was", zei Oyola-Merced. "Dit wordt lastig, want als je een voorspelling hebt wanneer zoiets gebeurt, en het model is niet in staat om deze snelle intensivering vast te leggen, betekent dit dat je de verkeerde informatie hebt en dat je het publiek de verkeerde informatie geeft."

5. Vertraagt ​​klimaatverandering orkanen?
Ja. In de afgelopen decennia zijn orkanen meer tot stilstand gekomen naarmate ze kusten naderen, waardoor er meer regen valt over beperkte locaties. Onderzoek toont aan dat Atlantische orkanen een vermindering van ongeveer 17% in voorwaartse bewegingssnelheden ervaren dan in voorgaande decennia, wat zich vertaalt in een toename van ongeveer 25% in regenval, legde Oyola-Merced uit.

"Hoe langer een systeem boven de oceaan doorbrengt om dit extreem verwarmde water nu op te warmen, hoe meer regen er ook zal vallen," zei Oyola-Merced. "Als je land hebt dat al verzadigd is, waar het constant regent, en dan kom je met een nieuwe storm die vol zit met neerslag, dat is een recept voor een ramp."


Afbeelding in natuurlijke kleuren van orkaan Iota in de Golf van Mexico van NOAA's GOES-16 geostationaire satelliet.
Credits: NOAA/NASA Earth Observatory

Met gegevens van meer dan 20 satellieten speelt NASA een fundamentele rol in de orkaanwetenschap. Voor, tijdens en na een orkaanaanval bevinden NASA-satellieten zich in een uitstekende positie om effecten te identificeren en gemeenschappen te helpen zich voor te bereiden, te reageren en te herstellen. Met tools zoals de Disasters Mapping Portal ondersteunt het agentschap regionale overheden en rampenbestrijdingsinstanties.

Als het gaat om operationele prognoses, is de belangrijkste rol van NASA de cruciale samenwerking met NOAA. NASA ontwerpt, bouwt en lanceert NOAA's suite van satellieten die de gegevens leveren die specifiek numerieke weersvoorspellingsmodellen voeden.

https://www.nasa.gov/feature/esnt/2022/ ... ate-change