Wanneer een orkaan land raakt, kan de vernietiging jaren of zelfs decennia zichtbaar zijn. Minder voor de hand liggend, maar ook krachtig, is het effect dat orkanen hebben op de oceanen.
In een nieuwe studie, laten we door middel van real-time metingen zien dat orkanen niet alleen water aan de oppervlakte doen kolken. Ze kunnen ook hitte diep in de oceaan duwen op een manier die deze jarenlang kan opsluiten en uiteindelijk regio's ver van de storm kan beïnvloeden.
Warmte is het belangrijkste onderdeel van dit verhaal. Het is al lang bekend dat orkanen halen hun energie uit warme zee-oppervlaktetemperaturen. Deze warmte helpt vochtige lucht nabij het oceaanoppervlak stijgen als een heteluchtballon en wolken vormen die groter zijn dan de Mount Everest. Dit is de reden waarom orkanen zich over het algemeen in tropische gebieden vormen.
Wat we ontdekten, is dat orkanen uiteindelijk ook helpen de oceaan te verwarmen, door het vermogen om warmte te absorberen en op te slaan te verbeteren. En dat kan verstrekkende gevolgen hebben.
Hoe orkanen energie halen uit de hitte van de oceaan Kelvin Ma via Wikimedia, CC BY
Wanneer orkanen warmte in de oceaan mengen, komt die warmte niet zomaar op dezelfde plek weer boven. We hebben laten zien hoe golven onder water die door de storm worden geproduceerd, de hitte kunnen voortduwen ongeveer vier keer dieper dan alleen mengen, het naar een diepte sturen waar de warmte ver van het oppervlak wordt vastgehouden. Van daaruit kunnen diepzeestromingen het duizenden kilometers transporteren. Een orkaan die over de westelijke Stille Oceaan trekt en de Filippijnen treft, zou jaren later warm water kunnen leveren dat de kust van Ecuador opwarmt.
Op zee, op zoek naar tyfoons
In het najaar van 2018 woonden we twee maanden aan boord van het onderzoeksschip Thomas G. Thompson om vast te leggen hoe de Filippijnse Zee reageerde op veranderende weerpatronen. Als oceaan wetenschappersbestuderen we turbulente menging in de oceaan en orkanen en andere tropische stormen die deze turbulentie veroorzaken.
De lucht was helder en de wind was kalm tijdens de eerste helft van ons experiment. Maar in de tweede helft brachten drie grote tyfoons – zoals orkanen in dit deel van de wereld bekend staan – de oceaan in beroering.
Die verschuiving stelde ons in staat om de bewegingen van de oceaan direct te vergelijken met en zonder de invloed van de stormen. We waren vooral geïnteresseerd in hoe turbulentie onder het oceaanoppervlak hielp bij het overbrengen van warmte naar de diepe oceaan.
We meten oceaanturbulentie met een instrument dat een microstructuurprofiler wordt genoemd, dat bijna 1,000 meter vrij valt en een sonde gebruikt die lijkt op een grammofoonnaald om turbulente bewegingen van het water te meten.
Wat gebeurt er als er een orkaan doorkomt
Stel je de tropische oceaan voor voordat er een orkaan overheen trekt. Aan de oppervlakte bevindt zich een laag warm water, warmer dan 80 graden Fahrenheit (27 graden Celsius), die wordt verwarmd door de zon en zich ongeveer 160 meter onder het oppervlak uitstrekt. Daaronder bevinden zich lagen kouder water.
De temperatuur verschil tussen de lagen houdt de wateren gescheiden en vrijwel niet in staat om elkaar te beïnvloeden. Je kunt het zien als de verdeling tussen de olie en azijn in een ongeschudde fles saladedressing.
Als een orkaan over de tropische oceaan trekt, helpen de sterke winden de grenzen tussen de waterlagen te verleggen, net zoals iemand de fles saladedressing schudt. Daarbij wordt koud diep water van onderaf gemengd en warm oppervlaktewater naar beneden gemengd. Dit zorgt ervoor dat de oppervlaktetemperatuur afkoelt, waardoor de oceaan warmte efficiënter kan absorberen dan normaal in de dagen na een orkaan.
Al meer dan twee decennia, wetenschappers hebben gedebatteerd of de warme wateren die door orkanen naar beneden worden vermengd, oceaanstromingen kunnen opwarmen en daardoor wereldwijde klimaatpatronen kunnen vormen. De kern van deze vraag was of orkanen warmte diep genoeg kunnen pompen zodat het jarenlang in de oceaan blijft.
Deze illustraties laten zien wat er met de oceaanwarmte gebeurt vóór, tijdens, na en vele maanden nadat een orkaan over de oceaan trekt. Sally Warner, CC BY-SA
Door ondergrondse oceaanmetingen voor en na drie orkanen te analyseren, ontdekten we dat golven onder water warmte ongeveer vier keer dieper de oceaan in transporteren dan directe vermenging tijdens de orkaan. Deze golven, die door de orkaan zelf worden gegenereerd, transporteren de warmte diep genoeg zodat deze niet gemakkelijk weer in de atmosfeer kan worden afgegeven.
Gevolgen van hitte in de diepe oceaan
Zodra deze warmte wordt opgepikt door grootschalige zeestromingen, kan deze worden getransporteerd naar verre delen van de oceaan.
De hitte die werd geïnjecteerd door de tyfoons die we in de Filippijnse Zee bestudeerden, is mogelijk naar de kusten van Ecuador of Californië gestroomd, volgens stromingspatronen die water van west naar oost over de equatoriale Stille Oceaan voeren.
Op dit punt kan de warmte weer naar het oppervlak worden gemengd door een combinatie van ondiepe stromingen, opwelling en turbulente menging. Zodra de hitte weer dicht bij de oppervlakte komt, kan het het lokale klimaat opwarmen en ecosystemen aantasten.
Koraalriffen zijn bijvoorbeeld bijzonder gevoelig voor langdurige hittestress. El Niño-evenementen zijn de typische boosdoener koraalverbleking in Ecuador, maar de overtollige hitte van de orkanen die we hebben waargenomen, kan bijdragen aan gestreste riffen en gebleekt koraal ver van waar de stormen verschenen.
Koraalriffen zijn een essentiële habitat voor vissen en ander zeeleven, maar ze worden bedreigd door de stijgende oceaantemperaturen. James Watt via NOAA
Het is ook mogelijk dat de overtollige warmte van orkanen tientallen jaren of langer in de oceaan blijft zonder terug te keren naar de oppervlakte. Dit zou in feite een verzachtende invloed hebben op de klimaatverandering.
Aangezien orkanen de warmte van het oceaanoppervlak herverdelen naar grotere diepten, kunnen ze helpen de opwarming van de aardatmosfeer te vertragen door de warmte vast te houden in de oceaan.
Wetenschappers hebben lang gedacht aan orkanen als extreme gebeurtenissen die werden aangewakkerd door de hitte van de oceaan en gevormd door het klimaat op aarde. Onze bevindingen, gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences, voegen een nieuwe dimensie toe aan dit probleem door te laten zien dat de interacties beide kanten op gaan: orkanen hebben zelf het vermogen om de oceaan op te warmen en het klimaat op aarde te vormen.
Over de auteur
Noël Gutierrez Brizuela, Ph.D. Kandidaat in fysische oceanografie, University of California, San Diego en Sally Warner, universitair hoofddocent klimaatwetenschap, Brandeis University
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.
Related Books:
De toekomst die we kiezen: de klimaatcrisis overleven
door Christiana Figueres en Tom Rivett-Carnac
De auteurs, die een sleutelrol speelden in de Overeenkomst van Parijs over klimaatverandering, bieden inzichten en strategieën voor het aanpakken van de klimaatcrisis, inclusief individuele en collectieve actie.
Klik voor meer info of om te bestellen
De onbewoonbare aarde: leven na opwarming
door David Wallace-Wells
Dit boek onderzoekt de mogelijke gevolgen van ongecontroleerde klimaatverandering, waaronder massale uitsterving, voedsel- en waterschaarste en politieke instabiliteit.
Klik voor meer info of om te bestellen
Het Ministerie van de Toekomst: een roman
door Kim Stanley Robinson
Deze roman verbeeldt een wereld in de nabije toekomst die worstelt met de gevolgen van klimaatverandering en biedt een visie op hoe de samenleving zou kunnen transformeren om de crisis het hoofd te bieden.
Klik voor meer info of om te bestellen
Onder een witte lucht: de aard van de toekomst
door Elizabeth Kolbert
De auteur onderzoekt de menselijke impact op de natuurlijke wereld, inclusief klimaatverandering, en het potentieel voor technologische oplossingen om milieu-uitdagingen aan te pakken.
Klik voor meer info of om te bestellen
Drawdown: het meest uitgebreide plan ooit voorgesteld om opwarming van de aarde tegen te gaan
onder redactie van Paul Hawken
Dit boek presenteert een alomvattend plan voor het aanpakken van klimaatverandering, inclusief oplossingen uit een reeks sectoren zoals energie, landbouw en transport.
