Under veckorna innan orkanen Harvey slet över Mexikanska golfen och plöjde in i Texas kust i augusti 2017, Gulfens vatten var varmare än någonsin, enligt en ny analys ledd av National Center for Atmospheric Research (NCAR).

Dessa varmare förhållanden än normalt överladdade stormen, fylla den med stora mängder fukt, hittade författarna. När det stannade nära Houston -området, de resulterande regnet slog nederbördsrekord och orsakade förödande översvämningar.

"Vi visar, för första gången, att mängden regn över land motsvarar mängden vatten som avdunstat från det ovanligt varma havet, " sa huvudförfattaren Kevin Trenberth, en senior forskare från NCAR. "När klimatförändringarna fortsätter att värma haven, vi kan förvänta oss fler överladdade stormar som Harvey."

Trots en hektisk orkansäsong 2017, Orkanen Harvey var mer eller mindre isolerad i plats och tid, reser ensam över relativt ostörda vatten i Mexikanska golfen. Detta gav Trenberth och hans kollegor en möjlighet att i detalj studera hur stormen matade från värmen som lagrades i det 930 mil breda havsbassängen.

Teamet jämförde temperaturerna i de övre 160 meterna i viken före och efter stormen med hjälp av data som samlats in av Argo, ett nätverk av autonoma flottörer som mäter temperaturen när de rör sig upp och ner i vattnet. För att mäta nederbörd över land, forskarna utnyttjade ett nytt NASA-baserat internationellt satellituppdrag, kallad Global Precipitation Measurement.

Studien visas i tidskriften Jordens framtid , en publikation av American Geophysical Union. Det finansierades av det amerikanska energidepartementet och av National Science Foundation, som är NCAR:s sponsor. Andra medförfattare till tidningen är Yongxin Zhang och John Fasullo, även av NCAR; Lijing Cheng, av den kinesiska vetenskapsakademien; och Peter Jacobs, från George Mason University.

Matchande avdunstning och regn

När orkaner rör sig över havet, deras starka vindar beskjuter havsytan, vilket gör det lättare för vatten att avdunsta. Förångningsprocessen kräver också energi från värme, och ju varmare temperaturen är i det övre havet och vid havsytan, desto mer energi finns tillgänglig.

När stormen fortskrider över havet, avdunstar vatten när det går, den lämnar ett kallt vak i sin väg. I fallet med orkanen Harvey, forskarna fann att det kalla vaket inte var särskilt kallt. Så mycket värme fanns tillgängligt i det övre lagret av havet att när yttemperaturen svalnade från stormen, värmen underifrån vällde upp, återuppvärmning av ytvattnet och fortsätter att mata stormen.

Den havsnära temperaturen innan stormens passage var uppåt 30 grader Celsius (86 grader Fahrenheit), och efter passage var temperaturen fortfarande runt 28,5 C (83 F). Havsytatemperaturer över 26 C (79 F) behövs vanligtvis för att en orkan ska fortsätta att växa.

Även efter att Harvey kom i land, dess armar sträckte ut över havet, fortsätter att dra styrka (och vatten) från den fortfarande varma viken.

"Konsekvensen är att de varmare haven ökade risken för större orkanintensitet och varaktighet, ", sa Trenberth. "Medan vi ofta tänker på orkaner som atmosfäriska fenomen, Det är uppenbart att haven spelar en avgörande roll och kommer att forma framtida stormar när klimatet förändras."

Forskarna kunde mäta den totala förlusten av havsvärme, mest på grund av avdunstning, när stormen rörde sig över viken. De mätte också den latenta värmen som frigjordes över land när vattenångan förvandlades till flytande vatten och föll som regn. De jämförde sedan de två mätningarna och fann att de motsvarade.

Studien belyser det ökade hotet från framtida överladdade orkaner på grund av klimatförändringar, sa Trenberth.

"Vi vet att detta hot finns, och ändå i många fall, samhället planerar inte tillräckligt för dessa stormar, Trenberth sa. "Jag tror att det finns ett behov av att öka motståndskraften med bättre byggnormer, översvämningsskydd, och vattenförvaltning, och vi måste förbereda oss för oförutsedda händelser, inklusive planering av evakueringsvägar och hur man hanterar strömavbrott."