Orkanen Florens förväntas ge kraftiga regn och farliga stormfloder till Carolinas mellan torsdag och lördag. Bild:NOAA

North och South Carolina kan snart stöta på den starkaste orkan de sett på decennier. Orkanen Florens är på väg mot den östra kusten som en farlig kategori 4 -storm, hotande vindar på 130 miles i timmen, 13 fot stormstötar, och ösregn.

Florens förväntas spränga kustområden, och eventuellt områden längre inåt landet, mellan torsdag och lördag. Vädermodeller visar att stormen saktar ner eller stannar över eller nära Carolinas, vilket ökar risken för farliga nederbördsnivåer.

Virginia, Norra Carolina, och South Carolina har utfärdat obligatoriska evakueringsorder från kustsamhällen som förväntas vara i stormens väg.

Orkan- och katastrofexperter inom Earth Institute följer noga stormen. Nedan, de förklarar vad som gör orkanen Florens ovanlig, och ovanligt farligt.

Orkan- och katastrofexperter inom Columbia's Earth Institute är tillgängliga för att svara på frågor från media om orkanfysik, nödutryckning, klimatförändringarnas roll för att skapa starka stormar, och mer.

Varför orkanen Florens är ovanlig

Det är något sällsynt att orkaner som är så intensiva att landar i Carolinas, sa Suzana Camargo, verkställande direktör för Initiative on Extreme Weather och Climateat Columbias Lamont-Doherty Earth Observatory. "Det är inte ett vanligt spår, " hon säger, med hänvisning till stormens förväntade väg. Normalt kurva orkanbanor bakåt mot Europa, skicka stormen tillbaka i havet. Inte så för Florens - simuleringar visar att det är en linje för Carolinas.

"Orkaner går i princip med vinden, "Camargo förklarar." Vindarna tar dem dit vinden blåser ... När du har områden med högt tryck, det är där orkaner inte går. Just nu har vi denna mycket starka hög i Atlanten som inte tillåter stormen att återkomma. "

Varför Florens är svårt att förutsäga

Det som bekymrar Camargo mest är att prognoserna för vad som kommer att hända när orkanen Florens närmar sig kusten har varit mycket osäkra. Olika modeller visar olika förutsägelser för exakt var stormen ska ta vägen, om det kommer att landa, och hur långsamt det kommer att gå. Det beror på ett andra högtryckssystem i Mellanvästern, liknande den i Atlanten, som också vill skjuta iväg orkanen.

"För att avgöra vart orkanen ska ta vägen, vi måste förutse vilken höjd som kommer att bli starkare, "säger Camargo." Det är som om de tävlar, och det beror på vindarna och vad som händer i stormen. "

Det är också svårt att förutse exakt hur stark, eller intensiv, Orkanen Florens blir det. Orkanforskaren Chia-Ying Leef från International Research Institute for Climate and Society vid Columbia's Earth Institute förklarade att förändringen av orkanintensiteten beror på storskaliga faktorer som vindens vertikala struktur och havstemperaturer, liksom småskaliga processer som åskväder i orkanen. "Dessa processer är inte helt förstådda, "skrev hon via e -post." De mindre skalfunktionerna observeras inte väl, och är kaotiska i naturen. Således, det är svårare för datormodeller att ha en bra representation av dessa processer och exakt förutsäga förändringar i stormintensitet. Så, medan vi ofta vet om en storm kommer att intensifieras eller försvagas (eftersom vi känner till de storskaliga förhållandena), exakt hur mycket en storm intensifieras eller förfaller är mindre förutsägbart.

De potentiella effekterna

Medan orkanen Florens exakta bana och intensitet är osäkra, stormen utgör ett betydande hot mot Carolinas i alla scenarier.

Radley Horton, en klimatolog vid Lamont-Doherty säger att där stormen saktar ner kommer att vara kritisk. "Tyvärr, det verkar för närvarande att detta kommer att ske tillräckligt nära land för att orsaka allvarliga översvämningar av stormflod, "säger han." Den långsamma rörelsen, om det verkligen skulle hända nära stranden, skulle nästan garantera att stormfloden sammanföll med minst en, och möjligen mer än en 'astronomiskt' högvatten, vilket leder till ytterligare översvämningar av havet och ackumulerade vågskador. "

Orkanen Florens förväntas också medföra intensiv nederbörd. Och om stormen bromsar eller stannar nära kusten, det skulle öka översvämningsriskerna "eftersom det finns mer tid för vindar att driva upp och mer ackumulerat regn, "förklarar Tim Hall, som modellerar orkanrisk vid Earth Institute-anslutna NASA Goddard Institute for Space Studies.

Det finns en hög till måttlig risk för översvämningar från #Florence över östra North Carolina och extrema östra South Carolina på fredagen. @NWSWPC förutspår mer än 20 "regn i vissa områden under nästa vecka. Https://t.co/krDhlpZ8LX pic.twitter.com/YhIH0JziC0

- National Hurricane Center (@NHC_Atlantic) 12 september, 2018

Och effekterna kommer sannolikt inte att begränsas till kusterna. "Betydande effekter kan också kännas så långt inåt landet som delar av Tennessee, Kentucky, Alabama och West Virginia, "Jeff Schlegelmilch och Irwin Redlener från Columbia National Center for Disaster Preparedness skriver i The Hill." Detta kan leda till översvämningar och skada vindar längre inåt landet. Dessutom, en tillströmning av människor som evakuerar sig från stormen eller reser efter förnödenheter kan leda till tillfällig brist på bränsle och andra nödvändigheter, som man har sett i efterdyningarna av andra stormar. "

Vilken roll spelade klimatförändringarna?

"Den lufttäta länken mellan Florens och klimatförändringarna är genom havsnivåhöjning, "säger Horton." Coastal Carolina och Virginia har upplevt cirka en fot havsnivåhöjning under det senaste århundradet, Merparten beror på mänskliga klimatförändringar. Som ett resultat, när en storm som Florens inträffar, ytterligare områden översvämmas av havet som inte skulle ha översvämmats om mänsklig verksamhet inte hade smält landbaserad is och värmt havet, får det att expandera. "

Dessutom, varmare hav kan lägga till mer energi i orkansystem. Under tiden, en varmare atmosfär kan ta upp mer vattenånga, vilket leder till mer intensiv nederbörd senare.

Slutligen, "det finns bevis för att ett uppvärmande klimat bromsar de storskaliga vindmönster som styr stormar, "säger Hall. Han citerar en ny tidning i Natur som fann att orkaner färdas långsammare runt planeten. "Jag förväntar mig att denna inbromsning kommer att förverkligas som tätare bås och plötsliga riktningsändringar, "säger han." Harvey förra året är ett exempel, och Florens kan vara, för."

Att ta itu med de utmaningar som ligger framför

Schlegelmilch och Redlener berömde katastrofförberedelserna och evakueringarna i Virginia och Carolinas, men varnade för att återhämtningen från stormen kan vara lång och utmanande.

Medan nationen behöver förbättra både katastrofberedskapen och katastrofinsatsen och återhämtningen, Earth Institute -direktören Alex Halliday påminner oss om att åtgärder mot klimatförändringar också kommer att hjälpa till att rädda liv och mänskliga elände i framtiden.

"Klimatförändringar förväntas resultera i ökade antal mycket intensiva stormar som orkanen Florens, "säger han." Med högre temperaturer, det är inte förvånande att det skulle finnas mer avdunstat vatten och energi i atmosfären. För att begränsa den framtida förlusten av liv, hem, och miljarder dollar i skadestånd, vi måste ta itu med klimatförändringarna lokalt, stat, och nationella nivåer. Inom Columbia's Earth Institute, forskare använder avancerade modelleringstekniker för att förstå dagens stormar och för att förutsäga hur framtida kan se ut. Vi testar effektiviteten hos havsväggar, rekommendera återställningsprocesser efter katastrofer, och hitta innovativa sätt att kolsyra vårt samhälle. Om alla delar av samhället kan samlas på en enad front, vi kan bättre hantera väderutmaningarna som väntar. "

Denna berättelse publiceras på nytt med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.