Kiedy huragan uderza w ziemię, zniszczenia mogą być widoczne przez lata, a nawet dziesięciolecia. Mniej oczywisty, ale także potężny, jest wpływ huraganów na oceany.
W Nowe badaniePokazujemy poprzez pomiary w czasie rzeczywistym, że cyklony nie tylko zakłócają wodę na powierzchni. Mogą również kierować ciepło głębiej do oceanu w sposób, który może uwięzić je na lata i ostatecznie wpłynąć na regiony oddalone od burzy.
Ciepło jest głównym składnikiem tej historii. Od dawna wiadomo, że huragany Pozyskuje energię z ciepłych temperatur powierzchni morza. Ten upał pomaga Wilgotne powietrze w pobliżu wysokości powierzchni oceanu Jak balon na ogrzane powietrze, formacja chmur jest wyższa niż Mount Everest. Dlatego huragany na ogół tworzą się w tropikach.
Odkryliśmy, że huragany ostatecznie pomagają również ogrzać ocean, zwiększając jego zdolność do pochłaniania i magazynowania ciepła. A to może mieć daleko idące konsekwencje.
Kiedy huragany mieszają ciepło z oceanem, ciepło to nie tylko wypływa na powierzchnię w tym samym miejscu. Pokazaliśmy, jak podwodne fale wytwarzane przez burzę mogą napędzać ciepło Prawie cztery razy głębiej niż samo mieszanie i wysyłanie go na głębokość, gdzie ciepło jest zatrzymywane dalej od powierzchni. Stamtąd prądy głębinowe mogą przenieść go na tysiące mil. Huragan przemieszczający się przez zachodni Pacyfik i uderzający w Filipiny może zaopatrywać w ciepłe wody, które po latach podgrzeją wybrzeże Ekwadoru.
Na morzu w poszukiwaniu huraganów
Jesienią 2018 roku przez dwa miesiące mieszkaliśmy na pokładzie statku badawczego Thomasa G. Thompsona, rejestrując reakcję Morza Filipińskiego na zmieniające się wzorce pogodowe. tak jak Ocean Naukowcybadamy burzliwe mieszanie w oceanie oraz huragany i inne burze tropikalne, które generują te turbulencje.
Niebo było czyste, a wiatry spokojne przez pierwszą połowę naszego doświadczenia. Ale w drugiej połowie trzy duże huragany — jak nazywa się je w tej części świata — wzburzyły ocean.
Ta zmiana pozwoliła nam bezpośrednio porównać ruchy oceanów z wpływem sztormów i bez niego. W szczególności byliśmy zainteresowani poznaniem, w jaki sposób turbulencje pod powierzchnią oceanu pomagają przenosić ciepło do głębin oceanu.
Mierzymy turbulencje oceanu za pomocą instrumentu o nazwie Microstructure Profiler, który spada swobodnie z prawie 1000 stóp (300 metrów) i wykorzystuje sondę podobną do igły fonografu do pomiaru turbulentnych ruchów wody.
Co się stanie, gdy nadejdzie huragan
Wyobraź sobie tropikalny ocean, zanim przejdzie nad nim huragan. Na powierzchni znajduje się warstwa ciepłej wody, cieplejszej niż 80 ° F (27 ° C), ogrzewanej przez słońce i rozciągającej się około 160 stóp (50 m) pod powierzchnią. Poniżej znajdują się warstwy chłodniejszej wody.
the różnica temperatur Pomiędzy warstwami utrzymuje wodę oddzielnie i praktycznie nie może na siebie wpływać. Możesz myśleć o tym jak o dzieleniu oliwy i octu w niewstrząśniętej butelce sosu do sałatek.
Kiedy huragan przechodzi nad tropikalnym oceanem, jego silne wiatry pomagają przesuwać granice między warstwami wody, podobnie jak ktoś potrząsa butelką sosu sałatkowego. W tym procesie zimna woda głębinowa jest mieszana od dołu, a ciepła woda powierzchniowa jest mieszana na dnie. To obniża temperaturę powierzchni, umożliwiając oceanom pochłanianie ciepła wydajniej niż zwykle w kilka dni po huraganie.
Naukowcy od ponad dwóch dekad Omówić Czy to ciepłe wody, z którymi cyklony mieszają się z ciepłymi prądami oceanicznymi, kształtując w ten sposób globalne wzorce klimatyczne. Istotą pytania było to, czy huragany mogą pompować ciepło na tyle głęboko, aby pozostawało ono w oceanie przez lata.
Analizując pomiary podpowierzchniowe oceanu wykonane przed i po trzech huraganach, odkryliśmy, że podwodne fale przenoszą ciepło prawie cztery razy więcej do oceanu niż bezpośrednie mieszanie podczas huraganu. Fale te, generowane przez samo tornado, przenoszą ciepło na tyle głęboko, że nie można go łatwo uwolnić z powrotem do atmosfery.
Opad ciepła w głębi oceanu
Gdy to ciepło zostanie przechwycone przez prądy oceaniczne na dużą skalę, może zostać przetransportowane do odległych części oceanu.
Ciepło dostarczane przez huragany, które badaliśmy na Morzu Filipińskim, mogło płynąć do wybrzeży Ekwadoru lub Kalifornii, zgodnie z obecnymi wzorcami, które przemieszczają wodę z zachodu na wschód przez równikowy Pacyfik.
W tym momencie ciepło może zostać zmieszane z powrotem na powierzchnię za pomocą mieszaniny płytkie strumienieI rosnący I zaburzone mieszanie. Gdy ciepło ponownie zbliży się do powierzchni, może ocieplić lokalny klimat i wpłynąć na ekosystemy.
Na przykład koralowce są szczególnie wrażliwe na długotrwałe okresy stresu cieplnego. Zwykłym powodem tego są zjawiska El Niño Bielenie koralowców w Ekwadorzeale dodatkowe ciepło z huraganów, które zaobserwowaliśmy, może przyczynić się do stresu koralowców i blaknięcia koralowców z dala od miejsca, w którym powstają burze.
Możliwe jest również, że nadmiar ciepła z huraganów pozostanie w oceanie przez dziesięciolecia lub dłużej bez powrotu na powierzchnię. W rzeczywistości będzie to miało łagodzący wpływ na zmiany klimatyczne.
Ponieważ huragany przenoszą ciepło z powierzchni oceanu na większe głębokości, mogą pomóc spowolnić ocieplenie ziemskiej atmosfery, zatrzymując ciepło w oceanie.
Naukowcy od dawna myśleli o huraganach jako o ekstremalnych zdarzeniach napędzanych ciepłem oceanów i kształtowanych przez klimat Ziemi. Nasze znaleziskaopublikowany w Proceedings of the National Academy of Sciences, dodaje nowy wymiar do tego problemu, pokazując, że interakcje przebiegają w obie strony – same huragany mają potencjał do ogrzania oceanu i kształtowania klimatu na Ziemi.
Noel Gutierrez BrizuelaDoktorantka Oceanografii Fizycznej, Uniwersytet Kalifornijski w San Diego I Sally Warnerprofesor nadzwyczajny nauk o klimacie, Uniwersytet Brandeisa. Ten artykuł został ponownie opublikowany z Rozmowa Na licencji Creative Commons. Przeczytać Oryginalny artykuł.
