Orkaner är bland världens mest destruktiva naturrisker. Deras förmåga att orsaka skada formas av deras miljö; förhållanden som varmt havsvatten, vägledande vindar och luftfuktighet kan alla diktera stormens styrka.

En ny studie ledd av forskare vid Department of Energy's Pacific Northwest National Laboratory finner att kustförhållandena har förändrats sedan 1979, vilket driver närliggande orkaner runt om i världen att intensifiera i en snabbare takt. Dessutom tyder nya prognoser på att denna takt kommer att fortsätta att stiga om nuvarande uppvärmningstrender fortsätter. Uppsatsen är publicerad i tidskriften Earth's Future .

Mycket arbete har gjorts för att dokumentera hur orkaner förändras i vår varmare värld. Tidigare forskning har visat att dessa stormar kan bli blötare, vilket hotar ökade risker för översvämningar. Annat arbete tyder på att de kan slå till oftare i vissa områden och att deras intensitet kan toppa närmare kusten, vilket utgör ytterligare risk för de cirka 40 procent av världens befolkning som bor inom 100 kilometer (62,13 miles) från en kustlinje, enligt Förenta Nationerna.

Ändå, tills nu, har ingen dokumenterat huruvida kustorkaner intensifieras snabbare i global skala. När man tittade på tidigare data fann författarna till det nya arbetet att den genomsnittliga hastigheten med vilken dessa stormar intensifierades under perioden 1979 till 2000 var 0,37 knop var sjätte timme. Den takten ökade under perioden 2000 till 2020, där den genomsnittliga intensifieringshastigheten var 1,15 knop var sjätte timme.

Under de två decennierna före år 2000 kan en orkan i genomsnitt ha börjat med en viss intensitet och ökat i styrka med ungefär 1,5 knop under en dag. Efter 2000 kunde en genomsnittlig orkan börja med samma intensitet och förstärkas med cirka 4,5 knop under samma 24-timmarsperiod.

Nytt är också upptäckten att denna globala trend sannolikt kommer att öka under klimatförändringarna. Mycket orkanforskning fokuserar på historiska observationer och tittar på tidigare rekord för att undersöka potentiella trender i orkanförstärkning.

I det nya arbetet avslöjade klimatmodellering hur orkaner kan forma sig under de kommande decennierna. På nästan varje kustlinje av världens kontinentala landmassor kommer orkaner sannolikt att intensifieras snabbare när världen värms upp, enligt det nya arbetet.

"Vi pratar inte om intensifiering ute i mitten av havet", säger huvudförfattaren och klimatforskaren Karthik Balaguru. "Vi pratar om att det händer precis vid kusten, där det betyder mest." Även om förändringen är unik för kustmiljön kan öar stå inför samma risk, tillade Balaguru, eftersom samma ökning av intensifieringen kan utvecklas nära Filippinerna och Madagaskar.

Stigande intensifieringstakt:vad ligger bakom förändringen?

Författarna till det nya verket pekar på ökad luftfuktighet och försvagad vindskjuvning som stora bidrag till ökningstakten av intensifiering, där den senare spelar en särskilt viktig roll i framtiden.

Vindskjuvning hänvisar till förändringar i vindhastighet och riktning på olika höjder av jordens atmosfär. Föreställ dig att resa rakt upp från planetens yta som om du befann dig i en hiss. Vindarna skulle inte vara enhetliga när du rör dig genom atmosfäriska lager – du kan stöta på kraftiga vindbyar i ett lager och kanske svagare vindar som rör sig i en annan riktning några kilometer ovanför.

Vertikal vindskjuvning har stort inflytande över orkanens styrka. Om den är tillräckligt stark kan vindskjuvning ta bort fukt från stormens kärna och tappa dess kraft. För svag, och det är en kontroll mindre när det gäller intensifierande orkaner.

Balagurus team fann att vindskjuvning sannolikt kommer att försvagas över stora delar av världen, särskilt nära kustområdena på norra halvklotet, i ett varmare klimat. Det är sannolikt flera faktorer som spelar in.

Värme som överförs från den subtropiska havsytan till luften ovan förändrar atmosfäriska cirkulationsmönster, vilket i slutändan leder till svagare vindskjuvning över USA:s kuster. Över nordöstra Asien är uppvärmningen i de övre nivåerna av jordens atmosfär den främsta drivkraften bakom svagare vindskjuvning där. Tidigare forskning har visat att de högre nivåerna av jordens atmosfär värms upp snabbare än planetens yta.

"Detta arbete har djupgående konsekvenser för människor som bor vid kusten, såväl som operativa prognosmakare och beslutsfattare", säger medförfattaren och jordforskaren Ruby Leung. "De stigande intensifieringstakten vi observerade kan innebära att landfallande orkaner är på väg att växa sig starkare och därmed mer destruktiva. Det är viktigt att vi förstår hur riskerna med dessa stormar kan förändras när vårt klimat förändras."

Författarna påpekar att stigande intensifieringshastigheter inte är helt enhetliga över hela världen. Längs Mexikos västkust, till exempel, tyder inte uppgifterna på att orkaner intensifieras avsevärt snabbare.

I linje med att flagga på de många sätt som global uppvärmning kan påverka extremväder under detta århundrade, ledde Balaguru nyligen ett annat team för att avslöja en överraskande koppling mellan orkaner och en annan form av naturlig risk:skogsbränder.

Cykloner och skogsbränder

I ett arbete som publicerades tidigare i år fann Balaguru och hans medförfattare att orkaner med ursprung i östra Stilla havet kan påverka vädret för skogsbränder i sydvästra USA.

Orkaner i östra Stilla havet tenderar inte att landfalla ofta. Deras vägar förblir vanligtvis i havsvatten. Från september till oktober är det dock mer sannolikt att stormarna trotsar den trenden.

Orkanen Hilary, till exempel, bildades i östra Stilla havet och landade snart på den västra halvön Baja California, vilket ledde till att National Hurricane Center utfärdade sin första varning för tropisk storm någonsin för södra Kalifornien.

Balagurus team fann att orkaner i östra Stilla havet kunde dämpa risken för skogsbränder i sydvästra USA genom att leverera nederbörd och öka mängden fukt i både marken och atmosfären. Faktum är att forskarna observerade mindre mark som brändes av skogsbränder under perioder efter att stormarna kom i land.

Teamets klimatmodellprognoser antydde att denna orkanaktivitet kan komma att minska i östra Stilla havet under de kommande decennierna, även på grund av den globala uppvärmningen. Utan deras tillförsel av fukt till den redan brandutsatta regionen, är det möjligt att skogsbränder kan uppstå oftare.

Det krävs dock mer arbete för att förstå det fullständiga sambandet mellan de två fenomenen. Fukt från orkaner i östra Stilla havet kan också underblåsa växtlighetstillväxten i sydvästra USA, till exempel, tillföra bränsle för framtida bränder.

Mer information: Karthik Balaguru et al, A Global Increase in Nearshore Tropical Cyclone Intensification, Earth's Future (2024). DOI:10.1029/2023EF004230

Journalinformation: Jordens framtid

Tillhandahålls av Pacific Northwest National Laboratory