Erhöhte Taifunintensität in Verbindung mit der Erwärmung des Ozeans

Erhöhte Taifunintensität in Verbindung mit der Erwärmung des Ozeans

Jedes Jahr verursachen Taifune über dem westlichen Nordpazifik - das Äquivalent zu Hurrikanen im Nordatlantik - erhebliche Schäden in Ost- und Südostasien.

Der Super Taifun Haiyan von 2013, einer der stärksten jemals registrierten Seestürme, verwüstete weite Teile der Philippinen und tötete zumindest 6,300 Menschen. Es stellte Rekorde für den stärksten Sturm bei Landung und für die höchste anhaltende Windgeschwindigkeit über eine Minute auf und erreichte 315 Kilometer pro Stunde, als es die Provinz Ost-Samar erreichte.

Die Situation kann noch schlimmer werden.

Unsere neue Studie darüber, was die Spitzenintensität von Taifunen steuert, wurde im Journal veröffentlicht Wissenschaft Fortschrittedeutet an, dass Stürme wie Haiyan unter dem Klimawandel bis zum Ende dieses Jahrhunderts noch stärker und häufiger werden könnten.

Entwirrungsfaktoren für die Spitzenintensität des Taifuns

Die lebenslange Spitzenintensität eines Taifuns ist die maximale Intensität, die der Sturm während seiner gesamten Lebensdauer erreicht. Es ergibt sich aus einer Anhäufung von Verstärkung, die gleichbedeutend ist mit Geschwindigkeit als Anhäufung von Beschleunigung.

Um die Variabilität und Änderungen der Intensität der Taifunspitzen besser zu verstehen, verwendeten wir einen neuen Ansatz, indem wir die Spitzenintensität (ähnlich der Geschwindigkeit) in zwei Komponenten zerlegten: die Intensivierungsrate (ähnlich der Beschleunigung) und die Intensivierungsdauer (ähnlich der Zeit). Diese beiden Komponenten variieren unabhängig voneinander von einem Jahr zum anderen. Anschließend untersuchten wir getrennt die Klimabedingungen, die am stärksten mit den jährlichen Schwankungen dieser beiden Komponenten zusammenhängen.

Wir untersuchten verschiedene atmosphärische und ozeanische Variablen, die die Geschwindigkeit der Zyklonintensivierung beeinflussen könnten.

Wir haben uns den atmosphärischen Druck angesehen, vertikale Windscherungoder die Änderung der Windgeschwindigkeit in einer Richtung und Vorticityoder der Dreh der Atmosphäre. Überraschenderweise stellten wir fest, dass die Meerestemperatur im Vergleich zu diesen Faktoren am stärksten mit der Geschwindigkeit der Zyklonintensivierung korrelierte.

Wie stark und schnell ein Zyklon wachsen kann, hängt insbesondere von zwei ozeanischen Faktoren ab: der Meeresoberflächentemperatur vor dem Sturm und der Temperaturdifferenz zwischen Oberfläche und Untergrund.

Eine wärmere Meeresoberfläche liefert in der Regel mehr Energie für die Sturmentwicklung und begünstigt somit höhere Intensivierungsraten.

Eine große Temperaturänderung von der Oberfläche zum Untergrund (dh Abkühlung mit der Tiefe) kann diesen Energiefluss jedoch stören. Das liegt daran, dass starke Winde Turbulenzen im oberen Ozean verursachen, die kaltes Wasser von unten nach oben bringen und die Meeresoberfläche kühlen. Daher begünstigt ein geringerer Unterschied zwischen der Oberflächentemperatur und der Meerestemperatur unter der Oberfläche höhere Intensivierungsraten.

Andererseits können die Schwankungen in der Dauer der Taifunintensivierung mit den Meeresoberflächentemperaturen in Verbindung gebracht werden, die mit den natürlich vorkommenden Phänomenen El Nino-Südoszillation / Pazifische Dekadische Oszillation (ENSO / PDO) verbunden sind. Dies liegt daran, dass in einer positiven Phase von ENSO / PDO über dem zentralen Äquatorialpazifik wärmer als normale Meeresoberflächentemperaturen günstige atmosphärische Bedingungen für die Zyklongenese in der Nähe von Äquator und Datumsgrenze erzeugen. Auf diese Weise können Taifune länger über dem warmen Wasser wachsen, bevor sie an Land oder in kaltem Wasser landen.

Zusammenfassend zeigen unsere Analysen, dass die Temperaturen im oberen Ozean über dem westlichen Nordpazifik mit geringen Breitengraden die Taifunintensivierungsraten beeinflussen und dass die Meeresoberflächentemperaturen über dem zentralen äquatorialen Pazifik die Taifunintensivierungsdauer beeinflussen.

Anschließend haben wir die Beziehungen zwischen der Intensität der Taifunspitzen und diesen identifizierten Klimafaktoren, dh den lokalen Temperaturen des oberen Ozeans und den ENSO / PDO-Indizes, quantifiziert.

Wir kamen zu dem Schluss, dass der starke Anstieg der Intensität der Taifunspitzen in den letzten 35 Jahren (etwa fünf Meter pro Sekunde; entspricht einer halben Kategorie an Taifunstärke) größtenteils auf ungewöhnliche lokale Erwärmungsraten im oberen Ozean zurückzuführen ist.

Projektion der Spitzenintensität eines Taifuns in einem sich erwärmenden Klima

Wir haben die Meerestemperaturänderungen analysiert, die mit Modellen aus der fünften Phase des Meeres simuliert wurden Gekoppeltes Modellvergleichsprojekt (CMIP5), ein Modell zur Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Ozean und Atmosphäre.

Wir haben festgestellt, dass die Temperatur des oberen Ozeans bis zum Jahr 2100 um mehr als 1.6 Grad Celsius über dem Basisdurchschnitt des 50-jährigen Zeitraums von 1955 bis 2005 liegen wird, selbst unter moderaten zukünftigen Szenarien der Treibhausgasemissionen.

Die fortgesetzte Erwärmung des Ozeans liefert mehr Treibstoff für die Intensivierung des Sturms. Unter Verwendung der statistischen Beziehungen, die sich aus Beobachtungen ergeben, haben wir prognostiziert, dass die Intensität der Taifune im westlichen Nordpazifik bis zum Ende des Jahrhunderts um bis zu 14% zunehmen wird, was fast einer Zunahme um eine Kategorie entspricht.

Über den AutorDas Gespräch

Wei Mei ist Postdoktorand an der Scripps Institution of Oceanography an der University of California, San Diego.

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

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