(Vänster) Grafen visar att i genomsnitt, Dagens orkaner försvagas långsammare än orkaner gjorde för 50 år sedan. (Höger) Denna avmattning av intensiteten innebär att i genomsnitt, Dagens orkaner tränger in längre in i landet med större intensitet. Grafen förutsätter att orkanerna slår rakt mot land och rör sig framåt med en typisk hastighet av 5 meter per sekund. Kredit:OIST
Klimatförändringarna gör att orkaner som får land att ta längre tid att försvagas, rapporterar en studie publicerad 11 november 2020 i tidskriften Natur .
Forskarna visade att orkaner som utvecklas över varmare hav bär på mer fukt och förblir därför starkare längre efter att ha träffat land. Det betyder att i framtiden, när världen fortsätter att värmas, Orkaner är mer benägna att nå samhällen längre in i landet och vara mer destruktiva.
"Konsekvenserna är mycket viktiga, särskilt när man överväger politik som införs för att hantera den globala uppvärmningen, " sa professor Pinaki Chakraborty, senior författare av studien och chef för vätskemekanikenheten vid Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST). "Vi vet att kustområdena måste förbereda sig för mer intensiva orkaner, men samhällen i inlandet, som kanske inte har kunskapen eller infrastrukturen för att klara av sådana hårda vindar eller kraftiga regn, måste också förberedas."
Många studier har visat att klimatförändringar kan intensifiera orkaner – kända som cykloner eller tyfoner i andra delar av världen – över det öppna havet. Men detta är den första studien som etablerar en tydlig koppling mellan ett uppvärmande klimat och den mindre delmängden av orkaner som har landat.
Forskarna analyserade nordatlantiska orkaner som landat under det senaste halvseklet. De fann att under den första dagen efter landfallet, orkaner försvagades nästan dubbelt så långsamt nu än för 50 år sedan.
"När vi ritade in uppgifterna, vi kunde tydligt se att den tid det tog för en orkan att försvagas ökade med åren. Men det var inte en rak linje – den var böljande – och vi upptäckte att dessa upp- och nedgångar matchade samma upp- och nedgångar som sett i havsytans temperatur, sa Lin Li, första författare och Ph.D. student vid OIST Fluid Mechanics Unit.
Forskarna testade kopplingen mellan varmare havstemperatur och långsammare försvagning efter landfall genom att skapa datorsimuleringar av fyra olika orkaner och ställa in olika temperaturer för havsytan.
När varje virtuell orkan nådde styrka i kategori 4, forskarna simulerade landfall genom att stänga av tillförseln av fukt underifrån.
Li förklarade:"Orkaner är värmemotorer, precis som motorer i bilar. I bilmotorer, bränsle förbränns, och att värmeenergi omvandlas till mekaniskt arbete. För orkaner, fukten som tas upp från havets yta är "bränslet" som intensifierar och upprätthåller en orkans destruktiva kraft, med värmeenergi från fukten omvandlad till kraftiga vindar. Att landa är detsamma som att stoppa bränsletillförseln till en bils motor. Utan bränsle, bilen kommer att bromsa in, och utan dess fuktkälla, orkanen kommer att förfalla."
Forskarna fann att även om varje simulerad orkan landade med samma intensitet, de som utvecklades över varmare vatten tog längre tid att försvagas.
Forskarna fann ett starkt samband mellan den tid det tog för en orkan att försvagas efter landföring och havsytans temperatur, när båda ritades efter år Kredit:OIST
"Dessa simuleringar visade vad vår analys av tidigare orkaner hade föreslagit:varmare hav påverkar avsevärt hastigheten som orkaner förfaller, även när deras förbindelse med havets yta bryts. Frågan är varför, " sa Prof. Chakraborty.
Med hjälp av ytterligare simuleringar, forskarna fann att "lagrad fukt" var den felande länken.
Forskarna förklarade att när orkaner landar, även om de inte längre kan komma åt havets förråd av fukt, de bär fortfarande ett lager av fukt som långsamt töms.
När forskarna skapade virtuella orkaner som saknade denna lagrade fukt efter att ha träffat land, de fann att havsytans temperatur inte längre hade någon inverkan på sönderfallshastigheten.
"Detta visar att lagrad fukt är nyckelfaktorn som ger varje orkan i simuleringen sin egen unika identitet, " sa Li. "Orkaner som utvecklas över varmare hav kan ta upp och lagra mer fukt, som håller dem längre och hindrar dem från att försvagas lika snabbt."
Den ökade nivån av lagrad fukt gör också orkaner "blötare" - ett resultat som redan känns av eftersom de senaste orkanerna har släppt lös förödande stora mängder nederbörd på kust- och inlandssamhällen.
Denna forskning belyser vikten av att klimatmodeller noggrant tar hänsyn till lagrad fukt när de förutsäger inverkan av varmare hav på orkaner.
Studien pekar också på problem med de enkla teoretiska modellerna som ofta används för att förstå hur orkaner förfaller.
"Nuvarande modeller av orkanförfall tar inte hänsyn till fukt – de ser bara orkaner som har hamnat i land som en torr virvel som skaver mot landet och bromsas av friktion. Vårt arbete visar att dessa modeller är ofullständiga, vilket är anledningen till att denna tydliga signatur av klimatförändringar inte fångades tidigare, " sa Li.
Forskarna planerar nu att studera orkandata från andra regioner i världen för att avgöra om effekten av ett värmande klimat på orkanförfall inträffar runt om i världen.
Prof. Chakraborty avslutade:"Sammantaget, konsekvenserna av detta arbete är skarpa. Om vi inte bromsar den globala uppvärmningen, landfallande orkaner kommer att fortsätta att försvagas långsammare. Deras förstörelse kommer inte längre att begränsas till kustområden, orsakar högre nivåer av ekonomisk skada och kostar fler liv."
