Co z tymi huraganami?

Huragany i cyklony tropikalne to szczególnie spektakularne manifestacje sił przyrody. Pobudzają wyobraźnię, potrafią też powodować ogromne straty. Przykuwają uwagę wszystkich, są więc częstym argumentem w dyskusjach dotyczących globalnego ocieplenia. Co tak naprawdę wiemy o huraganach i ich zachowaniu w związku ze zmianą klimatu?

Tajfun Haiyan

Rysunek 1: Tajfun Haiyan z punktu widzenia satelity, 7.11.2013. Źródło: NASA’s Earth Observatory.

1. Huragan, tajfun, cyklon tropikalny…

… to, fizycznie rzecz biorąc, to samo. Światowy ocean jest podzielony na obszary jurysdykcji różnych narodowych służb meteorologicznych i każda wprowadziła własne nazewnictwo. Huragany spotykamy nad północno-wschodnim Pacyfikiem i północnym Atlantykiem, tajfuny – nad Pacyfikiem północno-zachodnim, a cyklony tropikalne nad Oceanem Indyjskim i południowym Pacyfikiem.

Słowo „cyklon” oznacza każdy wielki (o średnicy od kilkuset do tysięcy kilometrów) wir, w którym powietrze krąży wokół obszaru niskiego ciśnienia w kierunku zgodnym z ruchem obrotowym Ziemi (ten ruch widzimy inaczej na obydwu półkulach; podobnie, jak ruch wskazówek zegara, który widzimy jako prawo- lub lewoskrętny, zależnie czy obserwujemy go od strony cyferblatu, czy od tyłu). Tytuł „huraganu”, „tajfunu” etc. należy się tylko wiatrom silnym, o prędkości powyżej 104 km/h (choć poszczególne służby meteorologiczne definiują ten próg nieco inaczej). Cyklony powstają nad oceanami i czerpią swoją energię z ciepłej, parującej powierzchni wody. Aby mogły rozwinąć skrzydła, temperatura wody musi sięgać 26,5°C do głębokości przynajmniej 50 m.

2. Czy huragany są teraz częstsze niż kiedyś?

Niestety niełatwo to stwierdzić. Dopiero od niedawna mamy możliwość obserwowania całej ziemskiej atmosfery 24 godziny na dobę. Informacje o huraganach, które wystąpiły ponad pięćdziesiąt lat temu, są bardzo niepewne. Pochodzą z obserwacji naziemnych oraz sporadycznych obserwacji morskich. Należy założyć, że wiele cyklonów umykało obserwacjom, szczególnie słabsze, które nie docierały nad ląd oraz te o krótkim czasie życia (prawdopodobieństwo napotkania ich przez statki było niewielkie). Nawet po uwzględnieniu odpowiednich poprawek, do tej pory nie znaleziono statystycznie znaczącego trendu zmian w liczbie huraganów w XXw (Vecchi i Knutson 2008, Landsea et al. (2010), Knutson i in. (2010)).

3. Czy w przyszłości huragany będą coraz częstsze?

Wydawałoby się, że skoro warunkiem zaistnienia huraganów są wysokie temperatury wody, w miarę ocieplania klimatu cyklony powinny być częstsze. Jednak obliczenia wcale tego nie przesądzają: ogólna liczba huraganów może pozostać niezmieniona albo wręcz zmaleć. Zmiana klimatu oznacza bowiem nie tylko ogrzanie oceanu ale też wysuszenie wyższych warstw atmosfery, osłabienie pionowych ruchów powietrza w tropikach i zwiększenie różnic w prędkości wiatru na różnych poziomach – wszystkie te zjawiska zmniejszają prawdopodobieństwo rozwinięcia się huraganu. (Emanuel et al., 2012, Sugi i Yoshimura, 2012, V raport IPCC).

4. Czy huragany są dziś silniejsze niż kiedyś?

Jest za wcześnie, by ostatecznie odpowiedzieć na to pytanie. Metody określania siły huraganów zmieniały się w historii pomiarów, więc obserwacje współczesne trudno porównać z historycznymi. Wiemy jednak, że od drugiej połowy lat siedemdziesiątych (odkąd naszą atmosferę śledzą satelity) rośnie siła huraganów – przynajmniej na północnej półkuli (Emanuel, 2007).

Zdjęcie satelitarne huraganu Katrina

Rysunek 2: Zdjęcie satelitarne huraganu Katrina z nałożonymi trójwymiarowymi danymi radarowymi. Na obrazie płaskim widzimy intensywność opadów w mm/h, część trójwymiarowa pokazuje nam przekrój przez huragan – z jakiej wysokości spadał deszcz. Źródło: NASA’s Earth Observatory.

5. Czy będą coraz silniejsze?

Tak, obliczenia wskazują, że choć całkowita liczba huraganów raczej nie wzrośnie, prawdopodobnie wzrośnie liczba tych najsilniejszych – z kategorii 4 (jak Earl z 2010 r.) i 5 (jak Katrina z 2005 r.), czyli o prędkościach wiatru powyżej 200km/h. Warto zwrócić uwagę, że z punktu widzenia fizycznych zniszczeń oraz komplikacji odczuwanych przez społeczeństwa, częstość występowania najpoważniejszych cyklonów ma znacznie większe znaczenie niż ogólna średnia, uwzględniająca burze o krótkim czasie życia, nie docierające nad ląd itd.

Jeśli nie obniżymy bardzo znacząco emisji gazów cieplarnianych, w XXI wieku maksymalne prędkości wiatru w huraganach prawdopodobnie wzrosną o 2-11%. Spodziewany jest także około 20-procentowy wzrost intensywności opadów w promieniu 100 km od oka cyklonu (Knutson i in., 2010). Większość modeli numerycznych przewiduje także wzrost maksymalnych prędkości wiatru osiąganych w czasie życia huraganu.

Przewidywania dotyczące huraganów na różnych akwenach znacząco się od siebie różnią – podsumowuje je zamieszczony poniżej rysunek z V raportu IPCC.

Mapa z wykresikami pokazującymi trendy zmian wskaźników opisujących huragany w różnych rejonach

Rysunek 3: Podsumowanie szeregu eksperymentów numerycznych badających procentowe zmiany w charakterystykach cyklonów tropikalnych pomiędzy okresem 2000-2019 a 2081-2100. W symulacjach założono dalszy wzrost gospodarki światowej z wykorzystaniem różnych źródeł energii, ale bez szczególnego nacisku na ochronę środowiska (tzw. scenariusz RCP 8.5). Uwzględniono cztery wskaźniki: I – całkowitą liczbę cyklonów tropikalnych w ciągu roku, II – liczbę huraganów kategorii 4 i 5 w ciągu roku, III – maksymalną prędkość wiatru osiąganą w czasie życia cyklonu tropikalnego oraz IV – intensywność opadów w promieniu 200 km od oka cyklonu i w czasie występowania maksymalnych prędkości wiatru. Pogrubione niebieskie kreski oznaczają najbardziej prawdopodobne wartości a jasnoniebieskie słupki wyznaczają zakres możliwych odchyleń. Przypadki, gdy dane są niewystarczające do wysnucia wniosków, oznaczono hasłem „niewyst. dane”. W tle widoczny jest losowy zestaw historycznych tras burz tropikalnych, pozwalający zidentyfikować rejony podwyższonej aktywności huraganów na świecie. Źródło: V raport IPCC.

6. Czy częstość i intensywność huraganów to wszystko, co nas interesuje?

Nie. Należy pamiętać, że duża część zniszczeń w strefie przybrzeżnej związana jest nie z samym wiatrem, a z powodowanymi przez niego wezbraniami – wdzieraniem się wody morskiej na ląd i cofkami. Tajfun Haiyan, który nawiedził Filipiny w listopadzie 2013, spowodował straty o niespotykanej skali - wynikało to m.in. z wyjątkowo wysokiego poziomu morza. Filipiny miały tu szczególnego pecha, bo na ogólny efekt wzrostu średniego poziomu morza (rysunek 4) nałożyła się wzmożona siła pasatów – wiatrów „przepychających” w kierunku zachodnim masy wody na powierzchni oceanu. Skutkiem tego poziom morza w rejonie Filipin rósł w ostatnich latach szybciej niż gdziekolwiek na świecie (rysunek 5). Jak pokazuje rysunek 4, globalne ocieplenie przyniesie dalszy wzrost poziomu morza, co zwiększy powodowane przez huragany szkody.

Historyczne wartości poziomu morza

Rysunek 4: Historyczne wartości poziomu morza (na podstawie badań geologicznych - fioletowe punkty, dane z wodowskazów - niebieskie, czerwone i zielone punkty, dane z altimetrów satelitarnych - jasnoniebieskie punkty) oraz przewidywane poziomy w przyszłości na podstawie scenariusza RCP2.6 (drastyczne ograniczenie emisji CO2, niebieska linia) i RCP8.5 ("biznes jak zwykle", czerwona linia). Wszystkie wartości podane względem wartości preindustrialnych. Źródło: V raport IPCC.

Mapa trendu zmian poziomu wody

Rysunek 5: Mapa trendu zmian poziomu wody w oceanach w latach 1993-2012 na podstawie pomiarów z użyciem altimetrów satelitarnych. Źródło: NOAA

7. A co z trasami?

Jak wie każdy, kto ogląda materiały filmowe NASA albo po prostu słucha serwisów informacyjnych, cyklony tropikalne rzadko stoją w miejscu. Na ogół po powstaniu ruszają w kierunku zachodnim, a następnie skręcają, zależnie od warunków lokalnych. Ja wskazuje wiele opracowań, w tym praca opublikowana ostatnio w Nature Geoscience, typowe trasy huraganów na poszczególnych akwenach podlegają i będą podlegać zmianom. Jak ujął to autor artykułu, James Kossin, „rejon międzyzwrotnikowy jest coraz mniej przyjazny dla huraganów, a wyższe szerokości – coraz mniej wrogie”.

Analiza danych z ostatnich trzydziestu lat potwierdza ten trend. Efekt jest szczególnie wyraźny na północnym i południowym Pacyfiku oraz południowym Oceanie Indyjskim. Nie zaobserwowano go natomiast na Atlantyku ani północnej części Oceanu Indyjskiego. Naukowcy uważają, że w przypadku Oceanu Indyjskiego wynika to z obecności dużych obszarów lądowych, które ograniczają huragany, nie pozwalają im na swobodną wędrówkę i wpływają hamująco na ich siłę. Przypadek Atlantyku wciąż wymaga dokładniejszej analizy. Średnie tempo przesuwania się rejonu, w którym huragany osiągają maksimum swojego rozwoju, to ok. 1 stopnia szerokości geograficznej na dekadę.

Aleksandra Kardaś na podstawie Global Warming and Hurricanes, V raportu IPCC oraz Climate Central. Konsultacja merytoryczna: prof. Szymon Malinowski.

Opublikowano: 2014-06-10 23:23
Tagi

pomiary i obserwacje poziom morza skutki zmiany klimatu

Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.