Nästan varje lärobok i atmosfärisk vetenskap som någonsin skrivits kommer att säga att orkaner är ett naturligt vått fenomen - de använder varma, fuktig luft för bränsle. Men enligt nya simuleringar, stormarna kan också bildas i mycket kyla, torra klimat.

Ett klimat så kallt och torrt som det i studien kommer sannolikt inte någonsin att bli normen på jorden, särskilt som klimatförändringarna gör världen varmare och blötare. Men fynden kan få konsekvenser för stormar på andra planeter och för orkanernas inneboende egenskaper som de flesta forskare och lärare för närvarande tror är sanna.

"Vi har teorier om hur orkaner fungerar vid temperaturer som vi är vana vid att uppleva på jorden, och teoretiskt sett, de borde fortfarande gälla om vi flyttar till ett kallare och torrare klimat, " sa Dan Chavas, en biträdande professor i jord, atmosfäriska och planetära vetenskaper vid Purdue University. "Vi ville veta om orkaner verkligen behöver vatten. Och vi har visat att de inte gör det – men i en helt annan värld."

I den värld vi lever i nu, orkaner behöver vatten. När de når land, de dör för att de tar slut i vattnet som de avdunstar för energi – men det behöver inte vara fallet. Resultaten publicerades i Journal of the Atmospheric Sciences .

"Bara för att det inte finns något som ändrar fas mellan vätska och ånga betyder det inte att en orkan inte kan bildas, " sa Chavas.

I samarbete med Timothy Cronin, en biträdande professor i atmosfärsvetenskap vid MIT, han använde en datormodell som efterliknar en mycket grundläggande atmosfär och ständigt genererar orkaner. I ett allmänt orkanscenario, det här ser ut som en låda med havet på botten, men Chavas finjusterade den för att torka ut ytan eller kyla den under temperaturer som vanligtvis genererar orkaner.

De kallaste simuleringarna kördes vid 240 grader Kelvin (-28 F) och producerade ett chockerande antal cykloner. Dessa kalla, torra stormar var i allmänhet mindre och svagare än orkanerna på jorden, men de bildades med en högre frekvens.

När temperaturen sjunker, luften kan hålla mindre vatten, vilket förklarar varför kalla temperaturer och torra ytor ger liknande resultat i experiment. Vid 240 grader K, luft kan hålla ungefär 100 gånger mindre vattenånga än vid temperaturer som är typiska för de moderna tropikerna.

Intressant, det finns en rad måttliga temperaturer och fuktnivåer där inga cykloner bildades alls. Från 250 till 270 grader Kelvin (-10 F till 26 F), inga orkaner bildades, även om forskarna inte är säkra på varför. Vid 280 Kelvin (44 F), atmosfären fylldes igen med cykloner.

"Kanske betyder det att det finns idealiska regimer för orkaner att existera och den nuvarande världen vi lever i är en, " sa Chavas. "Eller så kan du vara i en annan värld där det inte finns något vatten, men det är fortfarande kapabelt att producera många orkaner. När folk funderar på om vi skulle kunna leva på en torr, stenig planet som Mars, det här kan vara något att tänka på."

En sådan planet kan ha ännu fler orkaner än vad som förekommer på jorden. Eftersom det är svårt att studera atmosfären på andra planeter, forskare måste arbeta med sin kunskap om jorden och grundläggande förståelse för hur atmosfärer fungerar.