Under den senaste veckan har vi sett två stora tropiska stormar ödelägga olika delar av världen. Den första tyfonen Hato drabbade Hongkong och södra Kina och dödade minst ett dussin människor. Och under helgen landade orkanen Harvey från Mexikanska golfen, för extremt kraftiga regn till södra Texas och orsakade förödande översvämningar i Houston.

Denna händelse är oöverträffad och alla effekter är okända och bortom allt upplevt. Följ order från tjänstemän för att garantera säkerheten. #Harvey pic.twitter.com/IjpWLey1h8

— NWS (@NWS) 27 augusti, 2017

Tropiska cykloner är, självklart, ett naturligt inslag i vårt klimat. Men de extrema effekterna av dessa senaste stormar, speciellt i Houston, har förståeligt nog lett till frågor om klimatförändringarna är skyldiga.

Hur förändras tropiska cykloner?

Tropiska cykloner, kallas tyfoner i nordvästra Stilla havet och orkaner i Nordatlanten, är stora stormsystem som initieras nära ekvatorn och kan träffa platser i tropikerna och subtroperna runt om i världen.

När vi tittar på Atlantbassängen ser vi ökningar av antalet tropiska stormar under det senaste århundradet, även om det finns stor variation från år till år. År 2005, när orkanen Katrina ödelade New Orleans, markerar höjdpunkten.

Vi kan vara säkra på att vi ser allvarligare tropiska cykloner i Nordatlanten än vi gjorde för några decennier sedan. Det är troligt att klimatförändringarna har bidragit till denna trend, även om det finns låg statistisk konfidens förknippad med detta uttalande. Vad det betyder är att denna observerade ökning av orkanfrekvensen är mer sannolikt än inte kopplad till klimatförändringar, men ökningen kan också vara kopplad till decadal variation.

Har Harvey förstärkts av klimatförändringarna?

Till skillnad från andra typer av extremt väder som värmeböljor, klimatförändringarnas inverkan på tropiska cykloner är svår att fastställa. Detta beror på att tropiska cykloner bildas som ett resultat av att många faktorer samverkar, inklusive höga havstemperaturer, och svaga förändringar i vindstyrka genom atmosfärens djup.

Dessa stormar är också svåra att simulera med hjälp av klimatmodeller. För att studera förändringar i tropiska cykloner måste vi köra våra modeller med hög upplösning och med interaktioner mellan atmosfären och havet representerade.

Det är mycket lättare att studera värmeextremer, eftersom vi kan göra detta genom att titta på en enda, kontinuerlig variabel:temperatur. Tropiska cykloner, å andra sidan, är inte en kontinuerlig variabel; antingen bildas de eller så gör de det inte. Detta gör dem mycket svårare att modellera och studera.

Tropiska cykloner har också många olika egenskaper som kan förändras på oförutsägbara sätt när de utvecklas, inklusive deras spår, deras totala storlek, och deras styrka. Olika aspekter av cyklonerna kommer sannolikt att förändras på olika sätt, och ingen cyklon är den andra lik. Jämför det med en värmebölja, som ofta har liknande rumsliga egenskaper.

Av alla dessa skäl, det är mycket svårt att säga exakt hur klimatförändringarna har påverkat orkanen Harvey.

Så vad kan vi säga?

Även om det är svårt att lägga skulden för orkanen Harvey direkt på klimatförändringarna, vi kan säga så här:klimatförändringar orsakade av människor har förstärkt en del av stormens effekter.

Lyckligtvis, i Harveys fall, stormfloden har inte varit så illa, till skillnad från orkanerna Katrina och Sandy, till exempel. Detta beror på att Harvey inte reste så långt, och försvagades snabbt när den kom i land.

Vi vet att stormfloder på grund av tropiska cykloner har förstärkts av klimatförändringarna. Detta beror på att havsnivån i bakgrunden har ökat, vilket gör det mer sannolikt att stormfloder kommer att översvämma större oskyddade kustområden.

Att bygga vallar och havsvallar kan lindra vissa av dessa effekter, även om dessa barriärer kommer att behöva vara högre (och därför dyrare) i framtiden för att hålla ute de stigande haven.

Översvämningsfara

Harveys största effekt är genom dess intensiva och långvariga nederbörd. Ett lågtryckssystem i norr håller Harvey över södra Texas, vilket resulterar i större nederbördsmängder.

Anledningen till att #Harvey stannade - ännu ett lågtryckssystem med nordliga delar i norr https://t.co/jBd591sq7J pic.twitter.com/Q8ACpcA49O

— Martin Jucker (@DrJucker) 28 augusti, 2017

Nederbörden är redan anmärkningsvärd och kommer bara att bli värre.

Vi vet att klimatförändringarna förstärker extrema regn. När atmosfären blir varmare kan den hålla mer fukt (ungefär 7 % mer för varje temperaturökning på 1 ℃). Detta innebär att när vi får de rätta omständigheterna för att mycket extrem nederbörd ska inträffa, klimatförändringar kommer sannolikt att göra dessa händelser ännu värre än de skulle ha varit annars. Utan en fullständig analys är det svårt att sätta exakta siffror på denna effekt, men på en grundläggande nivå, blötare himmel betyder mer intensivt regn.

Houston, vi har ett problem

Det finns andra faktorer som gör denna storm värre än andra när det gäller dess påverkan. Houston är den näst snabbast växande staden i USA, och den fjärde mest folkrika totalt.

Ogenomtränglig ytförändring (1940-2017) i #Houston People + things + hazard =katastrof. #houstonflood #Harvey pic.twitter.com/sjq5DzVc4E

— Stephen M. Strader (@StephenMStrader) 27 augusti, 2017

När regionens befolkning växer, allt mer av södra Texas beläggs med ogenomträngliga ytor. Det betyder att när det är extremt regn tar det längre tid att rinna av vattnet, förlänga och intensifiera översvämningarna.

Orkanen Harvey kommer sannolikt att bli en av de mest kostsamma katastroferna i USA:s historia. Det är också troligt att klimatförändringar och befolkningstillväxt i regionen har förvärrat effekterna av denna stora storm.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.