Nieuw onderzoek – Ars Technica laat zien dat orkanen hitte dieper de oceaan in drijven dan wetenschappers beseften

Wanneer een orkaan de grond raakt, kan de verwoesting jarenlang of zelfs decennia zichtbaar zijn. Minder voor de hand liggend, maar ook krachtig, is de impact die orkanen hebben op de oceanen.

in Nieuwe studieWe laten door real-time metingen zien dat cyclonen niet alleen het water aan de oppervlakte verstoren. Ze kunnen ook hitte dieper de oceaan in drijven op een manier die het jarenlang kan vasthouden en uiteindelijk regio’s ver van de storm kan beïnvloeden.

Warmte is het belangrijkste ingrediënt in dit verhaal. Het is al lang bekend dat orkanen Het haalt zijn energie uit warme zee-oppervlaktetemperaturen. Deze warmte helpt Vochtige lucht nabij de hoogte van het oceaanoppervlak Net als een heteluchtballon is wolkenvorming groter dan de Mount Everest. Dit is de reden waarom orkanen zich over het algemeen in de tropen vormen.

Wat we ontdekten, is dat orkanen uiteindelijk ook helpen de oceaan te verwarmen, door het vermogen om warmte te absorberen en op te slaan te vergroten. En dat kan verstrekkende gevolgen hebben.

Wanneer orkanen warmte in de oceaan mengen, drijft die warmte niet zomaar op dezelfde plek naar de oppervlakte. We hebben laten zien hoe de golven onder water die door een storm worden geproduceerd, warmte kunnen voortbrengen Bijna vier keer dieper dan alleen mengen en het naar een diepte sturen waar de warmte verder van het oppervlak wordt vastgehouden. Van daaruit kunnen diepzeestromingen het duizenden kilometers afleggen. Een orkaan die door de westelijke Stille Oceaan reist en de Filippijnen teistert, zou jaren later kunnen eindigen met het leveren van het warme water dat de kust van Ecuador verwarmt.

Op zee, op zoek naar orkanen

In de herfst van 2018 woonden we twee maanden aan boord van het Thomas G. Thompson-onderzoeksschip om vast te leggen hoe de Filippijnse Zee reageert op veranderende weerpatronen. leuk vinden Oceaan Wetenschappersbestuderen we turbulente menging in de oceaan en orkanen en andere tropische stormen die deze turbulentie veroorzaken.

De lucht was helder en de wind kalmeerde gedurende de eerste helft van onze ervaring. Maar in de tweede helft brachten drie grote orkanen — zoals orkanen in dit deel van de wereld bekend staan ​​— de oceaan in beroering.

Door deze verschuiving konden we oceaanbewegingen direct vergelijken met en zonder de impact van stormen. We waren vooral geïnteresseerd in hoe turbulentie onder het oceaanoppervlak helpt bij het overbrengen van warmte naar de diepten van de oceaan.

We meten de turbulentie van de oceaan met een instrument genaamd de Microstructure Profiler, dat vrij van bijna 300 meter naar beneden valt en een sonde gebruikt die lijkt op een grammofoonnaald om de turbulente bewegingen van het water te meten.

Wat gebeurt er als er een orkaan komt

Stel je de tropische oceaan voor voordat er een orkaan overheen trekt. Op het oppervlak bevindt zich een laag warm water, warmer dan 80 ° F (27 ° C), verwarmd door de zon en ongeveer 160 voet (50 m) onder het oppervlak. Daaronder liggen lagen koud water.

de temperatuur verschil Tussen de lagen blijft het water gescheiden en vrijwel niet in staat om elkaar te beïnvloeden. Je kunt het zien als het verdelen van de olie en azijn in een ongeschudde fles saladedressing.

Wanneer een orkaan over de tropische oceaan trekt, helpen de sterke winden de grenzen tussen de waterlagen te verleggen, net zoals iemand een fles saladedressing schudt. Hierbij wordt koud diep water van onderen gemengd en warm oppervlaktewater naar de bodem gemengd. Dit koelt de oppervlaktetemperaturen af, waardoor de oceanen warmte efficiënter kunnen absorberen dan normaal in de dagen na een orkaan.

Al meer dan twee decennia, wetenschappers Bespreken Of het nu gaat om het warme water waarmee cyclonen stroomafwaarts warme oceaanstromingen vermengen en zo mondiale klimaatpatronen vormgeven. De kern van de vraag was of orkanen warmte diep genoeg kunnen pompen om jarenlang in de oceaan te blijven.

Door ondergrondse oceaanmetingen voor en na drie orkanen te analyseren, ontdekten we dat onderwatergolven bijna vier keer zoveel warmte in de oceaan overbrengen dan directe vermenging tijdens een orkaan. Deze golven, die door de tornado zelf worden gegenereerd, transporteren de warmte zo diep dat deze niet gemakkelijk weer in de atmosfeer kan worden afgegeven.

Warmteuitval in de diepten van de oceaan

Zodra deze warmte wordt opgevangen door grootschalige oceaanstromingen, kan deze worden getransporteerd naar verre delen van de oceaan.

De hitte die werd geleverd door de orkanen die we bestudeerden in de Filippijnse Zee, is mogelijk naar de kusten van Ecuador of Californië gestroomd, volgens stromingspatronen die water van west naar oost over de equatoriale Stille Oceaan verplaatsen.

Op dit punt kan de warmte terug naar het oppervlak worden gemengd met een mengsel van ondiepe stromenEn stijgende lijn En verstoorde menging. Zodra de hitte het oppervlak weer nadert, kan het het lokale klimaat opwarmen en ecosystemen aantasten.

Koralen zijn bijvoorbeeld bijzonder gevoelig voor langdurige periodes van hittestress. El Niño-evenementen zijn hier de gebruikelijke reden voor Koraalverbleking in Ecuadormaar de extra hitte van de orkanen die we hebben waargenomen, kan bijdragen aan koraalstress en koraalverbleking ver van waar de stormen vandaan komen.

Het is ook mogelijk dat overtollige warmte van orkanen tientallen jaren of langer in de oceaan blijft zonder terug te keren naar de oppervlakte. Dit zal juist een mitigerend effect hebben op de klimaatverandering.

Omdat orkanen de warmte van het oceaanoppervlak herverdelen naar grotere diepten, kunnen ze de opwarming van de aardatmosfeer helpen vertragen door de warmte in de oceaan vast te houden.

Wetenschappers hebben lang gedacht aan orkanen als extreme gebeurtenissen die werden aangewakkerd door de hitte van de oceaan en gevormd door het klimaat op aarde. Onze bevindingengepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Sciences, voegt een nieuwe dimensie toe aan dit probleem door te laten zien dat de interacties beide kanten op gaan: orkanen zelf hebben het potentieel om de oceaan te verwarmen en het klimaat op aarde te vormen.

Noël Gutiérrez BrizuelaPhD-kandidaat in de fysische oceanografie, Universiteit van Californië, San Diego En Sally WarnerUniversitair hoofddocent Klimaatwetenschappen, Brandeis Universiteit. Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf Gesprek Onder Creative Commons-licentie. Lees de Het originele artikel.