Satellitenbild am Sept. 7, 2017 zeigt drei Hurrikane: Irma im Zentrum nördlich der Insel Hispaniola, Katia links im Golf von Mexiko und Jose im Atlantischen Ozean rechts. NOAA über AP

Hurricane Harvey, mit seiner historischen Niederschlagsmenge über Texas, gefolgt von einer Reihe von Hurrikanen Irma, Jose und Katia im Nordatlantik in 2017, hat seit langem Fragen über eine Verbindung zwischen Hurrikanen und Klima ausgelöst.

Können wir den jüngsten Hurrikanen wirklich den Klimawandel vorwerfen? Oder sind sie einfach ein Zufall der Natur, der einmal alle paar Jahrzehnte passiert, ähnlich dem Triple von Hurricanes Beulah, Chloe und Doria zurück in 1967?

Die Beantwortung dieser Fragen liegt im Zentrum der aktuellen Hurrikan-Klimaforschung, die die Wissenschaftler der Atmosphäre zu verstehen versuchen. Es gibt Anzeichen dafür, dass der Klimawandel Hurrikane auf verschiedene Arten beeinflussen kann. Diese Signale sind jedoch aufgrund unseres unzureichenden Verständnisses, wie Hurrikane mit der Umwelt interagieren, nicht schlüssig.

Verbindung zur Meerestemperatur

So viel wie ein Grippevirus Morphs in verschiedenen Umgebungen und wird bei kalten Wintertemperaturen ansteckender, Hurrikane hängen von der Umgebung für ihre Existenz und Bewegung ab. Inwieweit sich die Umwelt auf die Hurrikanentwicklung auswirkt, gehört zu den am intensivsten erforschten Themen in der Hurrikanforschung.

Die Rolle der Umwelt bei der Hurrikan-Entwicklung wurde seit den frühen 1950-Jahren festgestellt, doch wurde ein wichtiger Meilenstein erreicht Kerry Emanuel am MIT in seinem Es wurden Studien der Hurrikan-Dynamik in den späten 1980s.

Seine Idee war, Hurrikane als Wärmekraftmaschinen zu betrachten, die Wärme von der Meeresoberfläche abziehen und an der oberen Troposphäre abführen können. Auf diese Weise konnte Emanuel einen mathematischen Ausdruck erhalten, der zeigt, wie die maximale potentielle Intensität, die ein Hurrikan in einer bestimmten Umgebung erreichen kann, von der Meeresoberflächentemperatur und der Temperatur in der Nähe der oberen Troposphäre um 14 Kilometer oder 8.8 Meilen über der Meer. Eine wärmere Meeresoberflächentemperatur würde laut Emanuels Formulierung zu einer höheren Intensität führen.

Der "Treibstoff" für Hurrikane kommt von der Energie in der Hitze des Ozeans. NASA, CC BY

Im Wesentlichen bestimmt Emanuels Beziehung zwischen der Hurrikan-Intensität und der Meeresoberflächentemperatur, wie stark ein Hurrikan für eine gegebene Umweltbedingung sein kann. Zahlreiche Studien haben dann die Bedeutung der Meeresoberflächentemperatur bei der Kontrolle der maximalen Intensität des Hurrikans bestätigt und schlagen einen Anstieg von 2-3 Prozent in Hurrikanstärke pro 1 Celsius Grad Anstieg der Meeresoberflächentemperatur unter günstigen Bedingungen.

Aus dieser Perspektive ist es sehr verlockend zu behaupten, dass Schwankungen der Hurrikanintensität mit dem globalen Klima verbunden sein müssen, da die Ozeantemperaturen bei der Hurrikanentwicklung eine entscheidende Rolle spielen. In der Tat, viele Es wurden Studien der Hurrikan-Intensität Die Klimatologie betrachtet die Meerestemperatur als einen Haupt-Proxy, um den zukünftigen Trend der Hurrikan-Intensitätsänderung zu erkennen.

Der gemeinsame Konsens unter diesen Studien ist eine Schlussfolgerung, dass zukünftige Wirbelstürme tendenziell stärker sein werden als jene im heutigen Klima, unter der Annahme, dass die Meeresoberflächentemperatur ihren gegenwärtigen Erwärmungstrend in die Zukunft fortsetzen wird.

Extreme nach Hinweisen suchen

Während wir aufgrund steigender Meerestemperaturen mit einem Anstieg der Hurrikan-Intensität rechnen können, erweist sich die Interpretation dieses Ergebnisses auf einen bestimmten Hurrikan als sehr unterschiedlich.

Um zu verdeutlichen, wie schwierig dies sein kann, sollten Sie bedenken, wie der Klimawandel Aspekte unseres Wetters beeinflussen kann, z. B. die täglichen Temperaturschwankungen.

Zum Beispiel würde eine zukünftige Lufttemperaturerwärmung von 0.5-Grad in den nächsten 10-Jahren größtenteils durch jede tägliche Temperaturvariation, die im Bereich von 10-Grad zwischen Tag und Nacht liegt, ausgeblendet werden. In diesem Sinne wäre es eilig, zu dem Schluss zu kommen, dass die hohe Intensität des Hurrikans Harvey oder Irma durch Klimaveränderungen verursacht wird, einfach weil Fluktuationen der lokalen Wetterbedingungen viel mehr als die Signale des Klimawandels beitragen können.

Zusätzlich zu den täglichen Intensitätsschwankungen aufgrund lokaler Umweltbedingungen können Hurrikane auch chaotische Verhaltensweisen aufweisen, die ihre Intensität stark variieren lassen. Ein kürzlich Studie Die internen Variationen der Hurrikan-Intensität könnten so groß sein wie 10-18 Meilen pro Stunde, was größer ist als das, was durch den Klimawandel verursacht würde.

Auf der anderen Seite sollte man nicht naiv jede Behauptung bestreiten, dass die extremen Auswirkungen des Hurrikans Harvey oder Irma Symptome von Klimaveränderungen sind.

Extreme Ereignisse, wie der mit dem Hurrikan Harvey verbundene Regen, bieten Forschern die Möglichkeit, die Auswirkungen des Klimawandels zu untersuchen, da sie außerhalb der täglichen Wetterschwankungen liegen. AP Foto / David J. Philip

Manche Forschung hat angedeutet dass die Veränderung des globalen Klimas zu einem Verschiebung des Jet-Stream-Verhaltens über Nordamerika. Überschwemmungen in Verbindung mit Harvey waren zum Teil ungewöhnlich, weil der Sturm über Texas länger als jeder andere Hurrikan im Sande lag. Während unser gegenwärtiges Wissen es uns nicht erlaubt, Harvey's Intensität mit irgendwelchen spezifischen Veränderungen des Klimas, der Abnormalität des Harvey, zu verbinden lange über Land halten könnte eine Manifestation der Verschiebung der globalen Zirkulation in einem wärmeren Klima sein.

Ebenso könnte das Auftreten von dreifachen Hurrikanen im Atlantikbecken im September 2017 ein weiteres potenzielles Signal für die günstigeren Bedingungen für die Hurrikanbildung durch den Klimawandel sein.

Aus klimatologischer Sicht sind die Häufigkeit und das Ausmaß dieser abnormen Extreme, wie die verlängerte Zeit über dem Land des Hurrikans Harvey oder die extreme Intensität des Hurrikans Irma, für die Forscher oft von größtem Interesse. Dies liegt daran, dass diese Extreme Signale von Klimaänderungen sind, die von alltäglichen Schwankungen unterschieden werden können.

Grenzen unseres Verständnisses

Neben den direkten Auswirkungen des Klimas auf die Hurrikanintensität ist ein weiterer möglicher Einfluss des Klimas auf Hurrikane die Verschiebung des Hurrikanbahnmusters im zukünftigen Klima.

Im Prinzip könnte eine Veränderung der globalen Luftzirkulationsmuster die Lenkbewegungen beeinflussen, die die Orkanbewegung steuern, ähnlich wie ein von einem Fluss getragenes Blatt. Daher könnten Schwankungen in den globalen Zirkulationen, die mit dem Klimawandel zusammenhängen, ein anderes Maß an Variabilität bei den Auswirkungen von Hurrikanen bewirken, die wir berücksichtigen müssen.

Eine kürzliche klimatologische Studie, die von James Kossin an der Universität von Wisconsin geführt wurde, schlug eine polwärts gerichtete vor Verschiebung des Hurricane Maximum Intensity Location in einem wärmenden Klima. Aber anders als die Verbindung zwischen der Intensität des Hurrikans und der Umwelt ist die Verbindung zwischen der globalen Zirkulationsveränderung und der Hurrikanbewegung derzeit viel schwieriger zu quantifizieren.

Die Erforschung von Hurrikanen gibt uns ein gutes Gefühl dafür, wie sich Hurrikane in einem wärmeren Klima verändern würden. Die Messung dieses Wandels und insbesondere die Bindung eines einzigartigen Hurrikans an den Klimawandel liegen jenseits des derzeitigen Vertrauensniveaus.

In Wirklichkeit gibt es mehrere andere Faktoren, die die Hurrikan-Entwicklung stark beeinflussen könnten, wie zum Beispiel die Änderung der atmosphärischen Temperatur mit der Höhe. Diese Faktoren beeinflussen direkt die Wechselwirkung von Hurrikanen mit der Umgebung. Diese sind jedoch im Kontext des Klimawandels aufgrund der unterschiedlichen Zeitskalen zwischen der Hurrikan-Entwicklung - gemessen in der Größenordnung von Tagen und Wochen - und dem über Jahrzehnte hinweg stattfindenden Klimawandel sehr schwer zu quantifizieren.

Aus wissenschaftlicher Sicht ist das mangelnde Verständnis der Auswirkungen des Klimas auf Hurrikane enttäuschend, wenn nicht irritierend. Auf der anderen Seite motivieren uns diese Unsicherheiten weiterhin, nach möglichen Verbindungen zwischen Hurrikanen - einschließlich ihrer Intensität, Häufigkeit, Zeit ihrer Entstehung und ihres Standorts - und des Klimas zu suchen. Ein besseres Verständnis der Hurrikan-Klima-Beziehung ist notwendig, da dieses Wissen letztendlich der Gesellschaft dienen kann.

Chanh Kieu, Assistenzprofessor für Atmosphärische Wissenschaften, Indiana University

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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