Satellietfoto op Sept. 7, 2017 toont drie orkanen: Irma in het centrum net ten noorden van het eiland Hispaniola, Katia aan de linkerkant in de Golf van Mexico en Jose in de Atlantische Oceaan aan de rechterkant. NOAA via AP

Hurricane Harvey, met zijn historische hoeveelheid regenval over Texas, gevolgd door een reeks orkanen Irma, Jose en Katia in het Noord-Atlantische bekken in 2017, heeft al lang bestaande vragen opgeroepen over een verband tussen orkanen en het klimaat.

Kunnen we deze recente orkanen echt de schuld geven van klimaatveranderingen? Of zijn ze gewoon een toeval van de natuur die eens in de paar decennia plaatsvindt, vergelijkbaar met de tripel van Hurricanes Beulah, Chloe en Doria terug in 1967?

Het beantwoorden van deze vragen vormt de kern van het huidige orkanenklimaatonderzoek dat atmosferische wetenschappers proberen te begrijpen. Er zijn tekenen dat klimaatverandering op verschillende manieren orkanen kan beïnvloeden. Deze signalen zijn echter niet doorslaggevend vanwege ons ontoereikende begrip van hoe orkanen omgaan met de omgeving.

Verband met oceaantemperatuur

Veel als een griepvirus morphs in verschillende omgevingen en wordt meer besmettelijk bij koude wintertemperaturen, orkanen zijn afhankelijk van de omgeving voor hun bestaan ​​en beweging. In hoeverre de omringende omgeving van invloed is op de ontwikkeling van orkanen, is inderdaad een van de meest uitgebreid bestudeerde onderwerpen in onderzoek naar orkanen.

Bewijs van de rol van het milieu bij de ontwikkeling van orkanen is opgemerkt sinds de vroege 1950s, maar toch werd een belangrijke mijlpaal bereikt door Kerry Emanuel bij MIT in zijn studies van orkaandynamiek in de late 1980s.

Zijn idee was om orkanen te beschouwen als warmtemotoren die warmte kunnen onttrekken aan het oceaanoppervlak en deze kunnen afvoeren in de bovenste troposfeer. Op deze manier was Emanuel in staat om een ​​wiskundige uitdrukking te verkrijgen die aantoont hoe de maximale potentiële intensiteit die een orkaan in een bepaalde omgeving kan bereiken, afhangt van de temperatuur en temperatuur van het zeeoppervlak nabij de top van de atmosferische troposfeer rond 14 kilometers of 8.8 mijlen, boven de zee. Een warmere temperatuur van het zeewater zou resulteren in een hogere intensiteit, volgens de formulering van Emanuel.

De 'brandstof' voor orkanen komt van de energie in de hitte van de oceaan. NASA, CC BY

In wezen bepaalt Emanuel's relatie tussen orkaanintensiteit en de temperatuur van het zeeoppervlak hoe sterk een orkaan kan zijn voor een bepaalde omgevingsconditie. Talrijke studies hebben vervolgens het belang bevestigd van de temperatuur van het zeeoppervlak bij het beheersen van de maximale intensiteit van de orkaan, en suggereren een toename van 2-3 procent in orkaansterkte per 1 Celsius-graadstoename van de zeewateroppervlaktetemperatuur onder gunstige omstandigheden.

Vanuit dit perspectief is het dus erg verleidelijk om te beweren dat orkaanintensiteitsvariaties verbonden moeten zijn met het globale klimaat vanwege de vitale rol van oceaantemperaturen bij orkaanontwikkeling. Inderdaad, veel studies van de klimatologie van de orkaanintensiteit beschouwen de oceaantemperatuur als een belangrijke proxy voor het detecteren van de toekomstige trend in verandering van de orkaanintensiteit.

De algemene consensus onder deze studies is een conclusie dat toekomstige orkanen de neiging hebben sterker te zijn dan die in het huidige klimaat, ervan uitgaande dat de temperatuur van het zeewater de huidige opwarmingstrend in de toekomst zal voortzetten.

Kijken naar uitersten voor aanwijzingen

Hoewel we een toename in orkaanintensiteit kunnen verwachten als gevolg van de stijgende oceaan temperaturen, blijkt hoe dit resultaat te interpreteren voor een specifieke orkaan heel anders.

Voor een intuïtieve illustratie van hoe moeilijk dit kan zijn, kunt u overwegen hoe klimaatverandering aspecten van ons weer kan beïnvloeden, zoals de dagelijkse temperatuurvariatie.

Een toekomstige luchttemperatuuropwarming van 0.5-graden in de volgende 10-jaren zou bijvoorbeeld grotendeels worden gemaskeerd door elke dagelijkse temperatuurvariatie, die zich in het bereik van 10-graden tussen dag en nacht bevindt. In die zin zou het haastig zijn om tot een conclusie te komen dat de hoge intensiteit van de orkaan Harvey of Irma wordt veroorzaakt door klimaatveranderingen, eenvoudigweg omdat schommelingen in lokale weersomstandigheden veel meer zouden kunnen veroorzaken dan signalen van klimaatverandering.

Bovenop de dagelijkse intensiteitsschommelingen als gevolg van plaatselijke omgevingsomstandigheden, kunnen orkanen ook chaotisch gedrag vertonen dat ervoor zorgt dat hun intensiteit sterk varieert. Een recent studies toonden interne variaties van orkaanintensiteit kunnen zo groot zijn als 10-18 mijlen per uur, wat groter is dan wat zou worden veroorzaakt door klimaatverandering.

Aan de andere kant moet men niet naïef elke bewering ontkennen dat de extreme gevolgen van de orkaan Harvey of Irma symptomen zijn van klimaatveranderingen.

Extreme gebeurtenissen, zoals de regen geassocieerd met de orkaan Harvey, bieden onderzoekers de mogelijkheid om de effecten van klimaatverandering te bestuderen omdat ze buiten de dagelijkse variabiliteit van het weer liggen. AP Photo / David J. Philip

sommige onderzoek heeft aangegeven dat de verandering in het mondiale klimaat zou kunnen leiden tot een verschuiving van het gedrag van de jetstream over Noord-Amerika. Overstroming gerelateerd aan Harvey was deels ongebruikelijk omdat de storm veel langer over Texas bleef hangen dan enige andere orkaan. Dus hoewel onze huidige kennis ons niet toestaat om Harvey's intensiteit te verbinden met specifieke veranderingen in het klimaat, de abnormaliteit van de Harvey lange tijd wachten over land kan een uiting zijn van de verschuiving in de wereldwijde circulatie in een warmer klimaat.

Evenzo kan de opkomst van driedubbele orkanen in het Atlantische bekken in september 2017 een ander potentieel signaal zijn van de gunstigere omstandigheden voor orkaanvorming door klimaatverandering.

Vanuit klimatologisch oogpunt is het de frequentie en de omvang van deze abnormale uitersten, zoals de langdurige periode boven land van de orkaan Harvey of de extreme intensiteit van de orkaan Irma, die vaak van groot belang zijn voor onderzoekers. Dit komt omdat deze uitersten signalen zijn van klimaatveranderingen die kunnen worden onderscheiden van alledaagse variaties.

Grenzen van ons begrip

Naast directe invloeden van het klimaat op de orkaanintensiteit, is een andere denkbare invloed van het klimaat op orkanen de verschuiving van het orkaanpatroon in het toekomstige klimaat.

In principe zou een verandering in de wereldwijde luchtcirculatiepatronen invloed kunnen hebben op de stuurstromen die de orkaanbeweging sturen, net als een blad dat wordt meegevoerd door een rivier. Als zodanig kunnen variaties in mondiale circulaties in verband met klimaatverandering een andere mate van variabiliteit in de orkaanimpacten introduceren, waarmee we rekening moeten houden.

Een recente klimatologische studie onder leiding van James Kossin aan de Universiteit van Wisconsin stelde een bewaker voor verschuiving van de maximale intensiteitslocatie van de orkaan in een opwarmend klimaat. Maar in tegenstelling tot het verband tussen orkaanintensiteit en de omgeving, is de koppeling tussen globale circulatieverandering en orkaanbeweging momenteel veel moeilijker te kwantificeren.

Hoewel onderzoek naar orkanen ons een goed idee geeft van hoe orkanen in een warmer klimaat zouden veranderen, is het meten van deze verandering en, in het bijzonder, het binden van een uniek kenmerk van een specifieke orkaan aan klimaatverandering voorbij het huidige niveau van vertrouwen.

In werkelijkheid zijn er verschillende andere factoren die de ontwikkeling van orkanen sterk kunnen beïnvloeden, zoals de verandering van de atmosferische temperatuur met de hoogte. Deze factoren beïnvloeden rechtstreeks de interactie van orkanen met de omgeving. Deze zijn echter erg moeilijk te kwantificeren in de context van klimaatverandering vanwege de verschillende tijdsschalen tussen orkaanontwikkeling - gemeten in de orde van dagen en weken - en klimaatverandering, die zich in de loop van tientallen jaren voordoet.

Vanuit het perspectief van een wetenschapper is het gebrek aan inzicht in de gevolgen van orkanen voor orkanen teleurstellend, zo niet irriterend. Aan de andere kant blijven deze onzekerheden ons motiveren om te zoeken naar een mogelijk verband tussen orkanen - inclusief hun intensiteit, frequentie, tijdstip van vorming en locatie - en het klimaat. Beter begrip van orkaans-klimaatrelaties is nodig, omdat die kennis uiteindelijk de maatschappij kan helpen.

Chanh Kieu, universitair docent atmosfeerwetenschap, Indiana University

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon