Wenn ein Hurrikan Land trifft, kann die Zerstörung jahrelang oder sogar jahrzehntelang sichtbar sein. Weniger offensichtlich, aber ebenso gewaltig, sind die Auswirkungen von Hurrikanen auf die Ozeane.
In einer neue Studiezeigen wir durch Echtzeitmessungen, dass Hurrikane nicht nur Wasser an der Oberfläche aufwirbeln. Sie können die Hitze auch so tief in den Ozean drücken, dass sie ihn jahrelang einschließt und sich letztendlich auf Regionen auswirkt, die weit vom Sturm entfernt sind.
Wärme ist die Schlüsselkomponente dieser Geschichte. Es ist seit langem bekannt, dass Hurrikane Gewinnen Sie ihre Energie aus warmen Meeresoberflächentemperaturen. Diese Wärme hilft feuchte Luft nahe der Meeresoberfläche steigt auf wie ein Heißluftballon und bilden Wolken, die höher sind als der Mount Everest. Aus diesem Grund entstehen Hurrikane in der Regel in tropischen Regionen.
Wir haben herausgefunden, dass Hurrikane letztendlich auch zur Erwärmung des Ozeans beitragen, indem sie dessen Fähigkeit verbessern, Wärme aufzunehmen und zu speichern. Und das kann weitreichende Folgen haben.
Wie Hurrikane Energie aus der Hitze des Ozeans ziehen. Kelvin Ma über Wikimedia, CC BY
Wenn Hurrikane Wärme in den Ozean mischen, tritt diese Wärme nicht einfach an der gleichen Stelle wieder auf. Wir haben gezeigt, wie die vom Sturm erzeugten Unterwasserwellen die Hitze verstärken können etwa viermal tiefer als allein zu mischen und es in eine Tiefe zu befördern, wo die Wärme weit von der Oberfläche entfernt eingeschlossen wird. Von dort aus können Tiefseeströmungen es Tausende von Kilometern transportieren. Ein Hurrikan, der über den westlichen Pazifik zieht und die Philippinen trifft, könnte Jahre später warmes Wasser liefern, das die Küste Ecuadors aufheizt.
Auf See, auf der Suche nach Taifunen
Im Herbst 2018 lebten wir zwei Monate lang an Bord des Forschungsschiffs Thomas G. Thompson, um aufzuzeichnen, wie das Philippinische Meer auf sich ändernde Wettermuster reagierte. Als Ozean WissenschaftlerWir untersuchen die turbulente Vermischung im Ozean sowie Hurrikane und andere tropische Stürme, die diese Turbulenzen erzeugen.
In der ersten Hälfte unseres Experiments war der Himmel klar und der Wind ruhig. Doch in der zweiten Hälfte wirbelten drei große Taifune – wie Hurrikane hierzulande genannt werden – das Meer auf.
Diese Verschiebung ermöglichte es uns, die Bewegungen des Ozeans mit und ohne Einfluss der Stürme direkt zu vergleichen. Wir waren insbesondere daran interessiert zu erfahren, wie Turbulenzen unter der Meeresoberfläche dabei helfen, Wärme in die Tiefsee zu transportieren.
Wir messen Meeresturbulenzen mit einem Instrument namens Mikrostrukturprofiler, das fast 1,000 Meter frei fällt und eine Sonde verwendet, die einer Phonographennadel ähnelt, um turbulente Bewegungen des Wassers zu messen.
Was passiert, wenn ein Hurrikan durchkommt?
Stellen Sie sich den tropischen Ozean vor, bevor ein Hurrikan darüber hinwegzieht. An der Oberfläche befindet sich eine Schicht warmen Wassers, wärmer als 80 Grad Celsius, die von der Sonne erwärmt wird und sich etwa 27 Meter unter der Oberfläche erstreckt. Darunter befinden sich Schichten kälteren Wassers.
Das Temperaturunterschied Zwischen den Schichten bleibt das Wasser voneinander getrennt und kann sich praktisch nicht gegenseitig beeinflussen. Man kann es sich wie die Trennung zwischen Öl und Essig in einer ungeschüttelten Flasche Salatdressing vorstellen.
Wenn ein Hurrikan über den tropischen Ozean hinwegzieht, sorgen seine starken Winde dafür, dass sich die Grenzen zwischen den Wasserschichten verschieben, ähnlich wie jemand, der eine Flasche Salatdressing schüttelt. Dabei wird kaltes Tiefenwasser von unten und warmes Oberflächenwasser nach unten gemischt. Dies führt zu einer Abkühlung der Oberflächentemperaturen, sodass der Ozean in den Tagen nach einem Hurrikan die Wärme effizienter als gewöhnlich aufnehmen kann.
Seit über zwei Jahrzehnten Wissenschaftler haben debattiert ob das warme Wasser, das durch Hurrikane nach unten gemischt wird, die Meeresströmungen erwärmen und dadurch globale Klimamuster beeinflussen könnte. Im Mittelpunkt dieser Frage stand, ob Hurrikane die Wärme so tief pumpen können, dass sie jahrelang im Ozean verbleibt.
Diese Abbildungen zeigen, was mit der Meereswärme passiert, bevor, während, nach und viele Monate nachdem ein Hurrikan über den Ozean gezogen ist. Sally Warner, CC BY-ND
Durch die Analyse unterirdischer Ozeanmessungen vor und nach drei Hurrikanen haben wir herausgefunden, dass Unterwasserwellen die Wärme etwa viermal tiefer in den Ozean transportieren als die direkte Vermischung während des Hurrikans. Diese vom Hurrikan selbst erzeugten Wellen transportieren die Hitze so tief, dass sie nicht einfach wieder in die Atmosphäre abgegeben werden kann.
Auswirkungen der Hitze in der Tiefsee
Sobald diese Wärme von großen Meeresströmungen aufgenommen wird, kann sie in entfernte Teile des Ozeans transportiert werden.
Die von den Taifunen, die wir im Philippinischen Meer untersuchten, injizierte Wärme könnte an die Küsten Ecuadors oder Kaliforniens geflossen sein und dabei Strömungsmustern folgen, die Wasser von West nach Ost über den äquatorialen Pazifik transportieren.
An diesem Punkt kann die Wärme durch eine Kombination von wieder an die Oberfläche zurückgeführt werden Schwarmströmungen, Aufschwung und turbulentes Mischen. Sobald die Hitze wieder nahe an der Oberfläche ist, kann sie das lokale Klima erwärmen und Ökosysteme beeinträchtigen.
Beispielsweise reagieren Korallenriffe besonders empfindlich auf längere Perioden von Hitzestress. El-Niño-Ereignisse sind die typische Ursache dafür Korallenbleiche in Ecuador, aber die überschüssige Hitze der Hurrikane, die wir beobachtet haben, kann zu gestressten Riffen und ausgebleichten Korallen weit entfernt von den Orten beitragen, an denen die Stürme auftraten.
Korallenriffe sind ein wichtiger Lebensraum für Fische und andere Meereslebewesen, werden jedoch durch steigende Meerestemperaturen bedroht. James Watt über NOAA
Es ist auch möglich, dass die überschüssige Wärme von Hurrikanen jahrzehntelang oder länger im Ozean verbleibt, ohne an die Oberfläche zurückzukehren. Dies hätte tatsächlich eine mildernde Wirkung auf den Klimawandel.
Da Hurrikane die Wärme von der Meeresoberfläche in größere Tiefen verteilen, können sie dazu beitragen, die Erwärmung der Erdatmosphäre zu verlangsamen, indem sie die Wärme im Ozean speichern.
Wissenschaftler betrachten Hurrikane seit langem als extreme Ereignisse, die durch die Hitze des Ozeans angeheizt und vom Erdklima beeinflusst werden. Unsere Ergebnisse, veröffentlicht in den Proceedings of the National Academy of Sciences, fügen diesem Problem eine neue Dimension hinzu, indem sie zeigen, dass die Wechselwirkungen in beide Richtungen gehen – Hurrikane selbst haben die Fähigkeit, den Ozean aufzuheizen und das Klima der Erde zu beeinflussen.
Über den Autor
Noel Gutiérrez Brizuela, Ph.D. Kandidat für physikalische Ozeanographie, University of California, San Diego und Sally Warner, außerordentlicher Professor für Klimawissenschaften, Brandeis University
Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.
Bücher zum Thema:
Die Zukunft, die wir wählen: Überleben der Klimakrise
von Christiana Figueres und Tom Rivett-Carnac
Die Autoren, die eine Schlüsselrolle im Pariser Klimaschutzabkommen spielten, bieten Einblicke und Strategien zur Bewältigung der Klimakrise, einschließlich individueller und kollektiver Maßnahmen.
Klicken Sie für weitere Informationen oder zum Bestellen
Die unbewohnbare Erde: Leben nach der Erwärmung
von David Wallace-Wells
Dieses Buch untersucht die möglichen Folgen eines ungebremsten Klimawandels, einschließlich Massensterben, Nahrungs- und Wasserknappheit und politischer Instabilität.
Klicken Sie für weitere Informationen oder zum Bestellen
Das Ministerium für die Zukunft: Ein Roman
von Kim Stanley Robinson
Dieser Roman stellt sich eine Welt in naher Zukunft vor, die mit den Auswirkungen des Klimawandels zu kämpfen hat, und bietet eine Vision dafür, wie sich die Gesellschaft verändern könnte, um die Krise zu bewältigen.
Klicken Sie für weitere Informationen oder zum Bestellen
Unter einem weißen Himmel: Die Natur der Zukunft
von Elizabeth Kolbert
Der Autor untersucht die Auswirkungen des Menschen auf die Natur, einschließlich des Klimawandels, und das Potenzial für technologische Lösungen zur Bewältigung von Umweltproblemen.
Klicken Sie für weitere Informationen oder zum Bestellen
Drawdown: Der umfassendste Plan, der je zur Umkehr der globalen Erwärmung vorgeschlagen wurde
herausgegeben von Paul Hawken
Dieses Buch präsentiert einen umfassenden Plan zur Bekämpfung des Klimawandels, einschließlich Lösungen aus einer Reihe von Sektoren wie Energie, Landwirtschaft und Verkehr.
