Du har förmodligen sett satellitbilderna som visar hur en orkan utvecklas:tjocka vita moln klumpar sig samman, armarna snurrar runt ett centralt öga när det går mot kusten.

Efter årtionden av forskning, meteorologer har fortfarande frågor om hur orkaner utvecklas. Nu, Forskare från Florida State University har funnit att även de minsta förändringar i atmosfäriska förhållanden kan utlösa en orkan, information som hjälper forskare att förstå processerna som leder till dessa förödande stormar.

"Hela motivationen för detta dokument var att vi fortfarande inte har den universella teoretiska förståelsen för exakt hur tropiska cykloner bildas, och att verkligen kunna förutse den stormen, det skulle hjälpa oss att ta hand om det på ett mer stabilt sätt, sa Jacob Carstens, en doktorand vid Department of Earth, Havs- och atmosfärisk vetenskap.

Forskningen av Carstens och biträdande professor Allison Wing har publicerats i Journal of Advances in Modeling Earth Systems .

Aktuella teorier om hur orkaner bildas är överens om att någon form av störning måste finnas för att starta processen som leder till en orkan. Carstens använde numeriska modeller som började med enkla förhållanden för att bättre förstå exakt hur dessa störningar uppstår.

"Vi försöker gå så bara ben som möjligt, tittar på hur exakt moln vill organisera sig utan att någon av dessa yttre faktorer spelar in för att bilda en tropisk cyklon mer effektivt, ", sa han. "Det är ett sätt vi ytterligare kan avrunda vår bredare förståelse och se mer rent på själva de faktiska tropiska cyklonerna snarare än den omgivande miljöns påverkan på den."

Simuleringarna började med mestadels enhetliga förhållanden spridda över den imaginära rutan där modellen spelade ut. Sedan, forskare lade till en liten mängd slumpmässiga temperaturfluktuationer för att kickstarta modellen och observerade hur de simulerade molnen utvecklades.

Trots den slumpmässiga starten på simuleringen, molnen stannade inte slumpmässigt ordnade. De formades till kluster som vattenånga, värmestrålning och andra faktorer samverkade. När klustren cirkulerade genom den simulerade atmosfären, forskarna spårade när de bildade orkaner. De upprepade modellen på simulerade breddgrader mellan 0,1 grader och 20 grader norrut, representativ för områden som delar av västra Afrika, norra Sydamerika och Karibien. Det intervallet inkluderar de breddgrader där tropiska cykloner vanligtvis bildas, tillsammans med breddgrader mycket nära ekvatorn där deras bildning är sällsynt och mindre studerad.

Forskarna fann att varje simulering på breddgrader mellan 10 och 20 grader producerade en stor orkan, även från de stabila förhållanden under vilka de började simuleringen. Dessa kom några dagar efter att en virvel först dök upp långt över ytan och påverkade dess omgivande miljö.

De visade också möjligheten att molninteraktion bidrar till utvecklingen av en tropisk cyklon mycket nära ekvatorn, som sällan förekommer i naturen men ändå har observerats så nära som 1,4 grader norrut.

Orkaner är farliga väderhändelser. Prognoser kan hjälpa till att förhindra dödsfall, men en stor storm kan fortfarande orsaka miljarder dollar i skada. En bättre teoretisk förståelse av deras bildning kommer att hjälpa meteorologer att förutsäga och förbereda sig för dessa stormar, både i kortsiktiga prognoser och långsiktiga klimatprognoser, och kommunicera sin förståelse till allmänheten.

"Det blir allt viktigare inom vårt område att vi kommer i kontakt med räddningschefer, allmänheten och andra lokala tjänstemän för att ge dem råd om vad de kan förvänta sig, hur de ska förbereda sig och vilka slags effekter som kommer att vara på väg mot dem, "Carstens sa." En mer robust förståelse för hur tropiska cykloner bildas kan hjälpa oss att bättre förutsäga deras läge, deras spår och deras intensitet. Det går verkligen ner på linjen och hjälper oss att kommunicera snabbare och mer effektivt och vältaligt till allmänheten som verkligen behöver det."