Satellittbilde på Sept. 7, 2017 viser tre orkaner: Irma i sentrum like nord for øya Hispaniola, Katia til venstre i Mexicogolfen og Jose i Atlanterhavet til høyre. NOAA via AP

Hurricane Harvey, med sin historiske mengde nedbør over Texas, etterfulgt av en rekke orkaner Irma, Jose og Katia i Nord-Atlanterhavsbassenget i 2017, har utløst langvarige spørsmål om eventuelle sammenhenger mellom orkaner og klima.

Kan vi virkelig klandre disse nylige orkaner på klimaendringer? Eller er de bare en tilfeldighet for naturen som skjer en gang hvert par tiår, ligner på trippelen av orkaner Beulah, Chloe og Doria tilbake i 1967?

Å svare på disse spørsmålene ligger i hjertet av dagens orkanklimaforskning som atmosfæriske forskere prøver å forstå. Det er tegn på at klimaendringer kan påvirke orkaner på flere forskjellige måter. Disse signalene er imidlertid ufullstendige på grunn av vår utilstrekkelige forståelse av hvordan orkaner interagerer med miljøet.

Link til havstemperatur

Mye som et influensavirus morphs i forskjellige miljøer og blir smittsomere i kalde vintertemperaturer, er orkaner avhengige av omgivelsene for deres eksistens og bevegelse. I hvilken utstrekning de omgivende miljøene påvirker orkanutviklingen, er faktisk blant de mest omfattende studier i orkanforskning.

Bevis på miljøets rolle i orkanutviklingen har blitt notert siden tidlig 1950, men en stor milepæl ble oppnådd av Kerry Emanuel på MIT i hans studier av orkanenes dynamikk i slutten av 1980s.

Hans idé var å vurdere orkaner som varme motorer som kan trekke ut varmen fra havflaten og avgjøre den på øvre troposfæren. På denne måten kunne Emanuel få et matematisk uttrykk som viser hvordan den maksimale potensialintensiteten som en orkan kan oppnå i et gitt miljø, avhenger av sjøoverflatetemperatur og temperatur nær toppen av den atmosfæriske troposfæren rundt 14 kilometer eller 8.8 miles over hav. En varmere sjøoverflatetemperatur vil resultere i en høyere intensitet, ifølge Emanuels formulering.

"Drivstoffet" for orkaner kommer fra energien i havets varme. NASA, CC BY

Emanuels forhold mellom orkanintensitet og sjøoverflatetemperatur dikterer i hovedsak hvor sterk en orkan kan være for en gitt miljøtilstand. Tallrike studier har da bekreftet betydningen av sjøoverflatetemperaturen ved å kontrollere orkanens maksimale intensitet, og foreslå en økning på 2-3 prosent i orkanstyrke per 1 Celsius grad økning i sjøoverflatetemperatur under gunstige forhold.

Fra dette perspektivet er det således veldig fristende å hevde at orkanintensitetsvariasjoner må være forbundet med det globale klimaet på grunn av den viktige rollen som havtemperaturer i orkanutvikling. Faktisk mange studier av orkanintensitetsklimatologi vurderer havtemperaturen som en hovedproxy for å oppdage fremtidig trend i orkanintensitetsendring.

Den felles konsensus blant disse studiene er en konklusjon om at fremtidige orkaner vil være sterkere enn de i dagens klima, forutsatt at sjøoverflatetemperaturen vil fortsette sin nåværende oppvarmingstrend i fremtiden.

Ser på ekstremer for ledetråder

Mens vi kan forvente en økning i orkanintensiteten som et resultat av stigende havtemperaturer, viser det seg å være veldig forskjellig å tolke dette resultatet til en bestemt orkan.

For en intuitiv illustrasjon av hvor vanskelig dette kan være, vurder hvordan klimaendringer kan påvirke aspekter av været, som den daglige variasjonen i temperaturen.

For eksempel vil en fremtidig lufttemperaturoppvarming av 0.5-grader i de neste 10-årene for det meste maskeres ut av en hvilken som helst daglig temperaturvariasjon, som ligger i området 10-grader mellom dag og natt. I denne forstand vil det være forhastet å hoppe til en konklusjon at høye intensiteten i orkanen Harvey eller Irma skyldes klimaendringer, bare fordi svingninger i lokale værforhold kan bidra mye mer enn klimaendringer.

På toppen av de daglige intensitetsfluktuasjonene på grunn av lokale miljøforhold, kan orkaner også ha kaotisk atferd som fører til at deres intensitet varierer meget. Et nylig studere viste interne variasjoner av orkanintensiteten kunne være så stor som 10-18 miles per time, noe som er større enn det som ville bli indusert av klimaendringer.

På den annen side bør man ikke naivt nekte ethvert krav om at ekstreme virkninger av orkanen Harvey eller Irma er symptomer på klimaendringer.

Ekstreme hendelser, som regnet forbundet med orkanen Harvey, gir forskere mulighet til å studere virkningen av klimaendringer fordi de er utenfor den daglige variasjonen i været. AP Foto / David J. Philip

Litt forskning har indikert at forandringen i det globale klimaet kunne føre til a skifte av jetstrømadferdene over Nord-Amerika. Floder knyttet til Harvey var uvanlig delvis fordi stormen stanset over Texas for mye lenger enn noen annen orkan. Så mens vår nåværende kunnskap ikke tillater oss å koble Harveys intensitet til noen spesifikke endringer i klimaet, har Harvey unormalitet Stalling i lang tid over land kan være en manifestasjon av skiftet i global sirkulasjon i et varmere klima.

På samme måte kan fremveksten av tredobbelte orkaner i Atlanterhavsbassenget i september 2017 være et annet potensielt signal om de gunstigere forholdene for orkanformasjon fra klimaendringer.

Fra det klimatologiske perspektivet er det frekvensen og omfanget av disse unormale ekstremitetene, som for lengre periode over orkanen Harvey, eller den ekstreme intensiteten i orkanen Irma, som ofte er av stor interesse for forskere. Dette er fordi disse ekstremer er signaler for klimaendringer som kan skille seg fra dagens tilpasninger.

Begrensninger av vår forståelse

Sammen med direkte påvirkning av klimaet på orkanintensiteten, er en annen tenkelig innflytelse av klimaet på orkaner skiftet av orkanens spormønster i fremtidens klima.

I prinsippet kan en endring i globale luftcirkulasjonsmønstre påvirke styrestrømmene som styrer orkanbevegelsen, som et blad som bæres av en elv. Som sådan kan variasjoner i globale sirkulasjoner knyttet til klimaendringer innføre en annen grad av variabilitet for orkanpåvirkninger som vi må ta hensyn til.

En nylig klimatologisk studie ledet av James Kossin ved University of Wisconsin foreslo en poleward skift av orkanens maksimale intensitetsplassering i et oppvarmende klima. Men i motsetning til sammenhengen mellom orkanintensitet og omgivende miljø er sammenhengen mellom global sirkulasjonsendring og orkanbevegelse mye vanskeligere å kvantifisere for tiden.

Mens forskning på orkaner gir oss en god følelse av hvordan orkaner vil forandre seg i et varmere klima, måler denne endringen og spesielt binder en unik egenskap av en bestemt orkan til klimaendringer utover det nåværende nivået av selvtillit.

I virkeligheten er det flere andre faktorer som kan sterkt forstyrre orkanutvikling, for eksempel endring av atmosfærisk temperatur med høyde. Disse faktorene påvirker direkte samspillet mellom orkaner og omgivelsene. Disse er imidlertid svært vanskelig å kvantifisere i sammenheng med klimaendringer på grunn av de forskjellige tidsskalaene mellom orkanutvikling - målt i rekkefølge av dager og uker - og klimaendringer, som skjer over tiår.

Fra en forskers synspunkt er mangelen på forståelse for klimapåvirkningene på orkaner skuffende, om ikke irriterende. På den annen side fortsetter disse usikkerhetene å motivere oss til å søke etter en mulig sammenheng mellom orkaner - inkludert intensitet, frekvens, formasjonstidspunkt og plassering - og klima. Bedre forståelse av orkan-klima forhold er nødvendig, etter hvert som kunnskap kan bidra til å tjene samfunnet.

Chanh Kieu, assisterende professor i atmosfærisk vitenskap, Indiana University

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

at InnerSelf Market og Amazon