När orkanen Ian slog till i Florida var den en av USA:s mest kraftfulla orkaner någonsin, och den följde efter en två veckor lång rad massiva, förödande stormar runt om i världen.

Några dagar tidigare på Filippinerna gav tyfonen Noru ny betydelse åt snabb intensifiering när den blåste upp från en tropisk storm med 50 mph vindar till ett kategori 5 monster med 155 mph vindar nästa dag. Orkanen Fiona översvämmade Puerto Rico och blev sedan Kanadas mest intensiva storm någonsin. Tyfonen Merbok fick styrka över ett varmt Stilla havet och rev upp över 1 000 miles av Alaskas kust.

Stora stormar drabbade från Filippinerna i västra Stilla havet till Kanarieöarna i östra Atlanten, till Japan och Florida på de mellersta breddgraderna och västra Alaska och den kanadensiska sjöfarten på de höga breddgraderna.

Många människor frågar om vilken roll stigande globala temperaturer spelar i stormar som dessa. Det är inte alltid ett enkelt svar.

Det är tydligt att klimatförändringarna ökar den övre gränsen för orkanstyrka och regnhastighet och att den också höjer den genomsnittliga havsnivån och därmed stormfloden. Inverkan på det totala antalet orkaner är för närvarande osäker, liksom andra aspekter. Men när orkaner uppstår förväntar vi oss att fler av dem kommer att vara stora stormar. Orkanen Ian och andra senaste stormar, inklusive 2020 års Atlantsäsong, ger en bild av hur det kan se ut.

Vår forskning har fokuserat på orkaner, klimatförändringar och vattnets kretslopp i flera år. Här är vad forskarna vet hittills.

Nerbörd:Temperaturen har en tydlig inverkan

Temperaturen i både havet och atmosfären är avgörande för orkanutvecklingen.

Orkaner drivs av att värme frigörs när vatten som avdunstar från havets yta kondenseras till stormens regn.

Ett varmare hav producerar mer avdunstning, vilket innebär att mer vatten är tillgängligt för atmosfären. En varmare atmosfär kan hålla mer vatten, vilket tillåter mer regn. Mer regn betyder att mer värme släpps ut, och mer värme som släpps betyder starkare vindar.

Dessa är grundläggande fysiska egenskaper hos klimatsystemet, och denna enkelhet ger ett stort mått av förtroende för forskarnas förväntningar på stormförhållanden när planeten värms upp. Potentialen för större avdunstning och högre regnfrekvenser gäller i allmänhet för alla typer av stormar, på land eller till havs.

Den grundläggande fysiska förståelsen, bekräftad i datorsimuleringar av dessa stormar i nuvarande och framtida klimat, såväl som senaste händelser, leder till hög förtroende för att nederbördsfrekvensen i orkaner ökar med minst 7 % per uppvärmningsgrad.

Stormstyrka och snabb intensifiering

Forskare har också hög tilltro till att vindhastigheterna kommer att öka i ett värmande klimat och att andelen stormar som intensifieras till kraftiga kategori 4 eller 5 stormar kommer att öka. I likhet med nederbördsfrekvensen är ökningar i intensitet baserade på fysiken bakom extrema nederbördshändelser.

Skador är exponentiellt relaterade till vindhastighet, så mer intensiva stormar kan ha en större inverkan på liv och ekonomi. Skadepotentialen från en kategori 4-storm med 150 mph vindar, som Ian vid landfall, är ungefär 256 gånger större än en kategori 1-storm med 75 mph vindar.

Huruvida uppvärmningen får stormar att intensifiera snabbare är ett aktivt forskningsområde, med vissa modeller som ger bevis för att detta förmodligen kommer att hända. En av utmaningarna är att världen har begränsad tillförlitlig historisk data för att upptäcka långsiktiga trender. Atlantiska orkanobservationer går tillbaka till 1800-talet, men de anses bara vara tillförlitliga globalt sedan 1980-talet, med satellittäckning.

Som sagt, det finns redan vissa bevis för att en ökning av snabb intensifiering kan urskiljas i Atlanten.

Inom de sista två veckorna av september 2022 uppvisade både Noru och Ian en snabb intensifiering. I fallet med Ian utfärdades framgångsrika prognoser om snabb intensifiering flera dagar i förväg, när stormen fortfarande var en tropisk depression. De exemplifierar de betydande framstegen i intensitetsprognoserna under de senaste åren, även om förbättringarna inte är enhetliga.

Det finns en viss indikation på att den plats där stormarna når sin maximala intensitet i genomsnitt rör sig mot polen. Detta skulle få viktiga konsekvenser för platsen för stormarnas huvudsakliga effekter. Det är dock fortfarande inte klart att denna trend kommer att fortsätta i framtiden.

Stormvåg:Två viktiga influenser

Stormflod – ökningen av vatten vid en kust orsakad av en storm – är relaterad till ett antal faktorer, inklusive stormhastighet, stormstorlek, vindriktning och kustbottentopografi. Klimatförändringar kan ha åtminstone två viktiga influenser.

Starkare stormar ökar risken för högre våg, och stigande temperaturer gör att havsnivån stiger, vilket ökar vattenhöjden, varför stormfloden nu är högre än tidigare i förhållande till land. Som ett resultat finns det hög tilltro till en ökning av potentialen för högre stormfloder.

Rörelsehastighet och potential för avstängning

Stormens hastighet kan vara en viktig faktor för de totala nederbördsmängderna på en given plats:En långsammare storm, som orkanen Harvey 2017, ger en längre tid för regn att samlas på.

Det finns indikationer på en global nedgång i orkanhastigheten, men kvaliteten på historiska data begränsar förståelsen vid denna tidpunkt, och de möjliga mekanismerna är ännu inte förstått.

Frekvensen av stormar i framtiden är mindre tydlig

Hur antalet orkaner som bildas varje år kan förändras är en annan viktig fråga som inte är väl förstådd.

Det finns ingen definitiv teori som förklarar antalet stormar i det nuvarande klimatet, eller hur det kommer att förändras i framtiden.

Förutom att ha de rätta miljöförhållandena för att underblåsa en storm, måste stormen bildas från en störning i atmosfären. Det pågår för närvarande en debatt i det vetenskapliga samfundet om vilken roll dessa störningar före stormen spelar för att bestämma antalet stormar i nuvarande och framtida klimat.

Naturliga klimatvariationer, som El Niño och La Niña, har också en betydande inverkan på om och var orkaner utvecklas. Hur de och andra naturliga variationer kommer att förändras i framtiden och påverka framtida orkanaktivitet är ett ämne för aktiv forskning.

Hur mycket påverkade klimatförändringen Ian?

Forskare genomför tillskrivningsstudier på enskilda stormar för att bedöma hur mycket global uppvärmning sannolikt påverkade dem, och dessa studier pågår för närvarande för Ian.

Individuella tillskrivningsstudier behövs dock inte för att vara säker på att stormen inträffade i en miljö som mänskligt orsakade klimatförändringar gjorde mer gynnsamma för en starkare, regnigare och högre strömkatastrof. Mänskliga aktiviteter kommer att fortsätta att öka oddsen för ännu värre stormar, år för år, om inte snabba och dramatiska minskningar av växthusgasutsläppen genomförs. + Utforska vidare

Orkaner producerar mer regn än tidigare, visar studien

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.