Klimat Dla ZiemiiSzkoła z klimatem
Newsletter

Bądź na bieżąco? Zapisz sie do newslettera!

Partnerzy i przyjaciele
Partnerzy i przyjaciele
Licznik odwiedzin: 8000983

Wzrost mocy huraganów

Sceptycy globalnego ocieplenia stwierdzają, że liczba huraganów na świecie się nie zmienia. I mają rację. Ale prawdą jest też, że w wyniku globalnego ocieplenia przynoszone przez huragany katastrofy będą coraz poważniejsze. Więc jak to właściwie jest?
Cyklony tropikalne, zwane też huraganami (na Atlantyku i wschodnim Pacyfiku) i tajfunami (na zachodnim Pacyfiku) to potężne, niszczycielskie wiry powietrzne o prędkości wiatru przy powierzchni ziemi przekraczającej 118 km/h.

59 - cyklon
www.tqnyc.org

Cyklony tropikalne tworzą się nad wodami oceanicznymi, gdy temperatura w warstwie
powierzchniowej oceanu o grubości przynajmniej 50m przekroczy 26,5°C. Im wyższa temperatura wody, tym silniejszy huragan.

Jak powstaje cyklon (ramka)
Aby mógł powstać cyklon tropikalny, powinny być jednocześnie spełnione następujące warunki:
  • Temperatura wody w warstwie powierzchniowej oceanu grubości co najmniej 50 m powinna przekraczać 26,5°C. Ocean stanowi wtedy dostatecznie pojemny dla rozwoju cyklonu zbiornik energii. Po utworzeniu się chmur powietrze jest ogrzewane i nawilżane przez ciepłą wodę oceanu.
  • Rozkład temperatury i wilgotności w atmosferze powinien być odpowiedni dla rozwoju intensywnych, wypiętrzonych chmur burzowych (tzw. atmosfera potencjalnie niestabilna duże ilości ciepłego znajdują się nisko). Rozwija się wówczas głęboka (przez całą grubość troposfery) konwekcja, która może "rozkręcić" cały układ.
  • Odległość od równika powinna wynosić co najmniej 500 km. Na równiku pozioma składowa siły Coriolisa jest mała, dalej od równika unoszenie i opadanie wywołuje wirowanie układu.
  • Zmienność prędkości wiatru z wysokością w całej troposferze powinna być niewielka. Pozwala to na "zorganizowanie się" chmur konwekcyjnych w układ cykloniczny.


Gdy warunki te są spełnione i nad oceanem pojawi się słaby niż lub nawet zafalowanie pola ciśnienia (izobar), mogą się one rozwinąć w cyklon tropikalny wg następującego scenariusza. W bliskim sąsiedztwie zmiany pola ciśnienia rozwija się kilka głębokich, burzowych chmur konwekcyjnych "zasysających" ciepłe i wilgotne powietrze znad oceanu. Pod nimi tworzy się obszar ciśnienia niższego niż w otoczeniu. Pod kompleks chmur napływa z otoczenia coraz więcej wilgotnego i ciepłego powietrza, które zaczyna się poruszać po spirali pod wpływem działania siły Coriolisa. Ruchy konwekcyjne intensyfikowane są przez lżejsze, bo ciepłe i wilgotne powietrze znad oceanu, ruchy te następnie organizują się, tworząc układ wirujacych chmur. Siła odśrodkowa działająca na ciężkie, bo ochłodzone i zawierające skroploną wodę, sprawia, że w centrum układu powstaje najniższe ciśnienie i dzięki temu układ rozpędza się dalej. W tym momencie powstaje już cyklon tropikalny. Jego dalszy rozwój i ewentualne przekształcenie się w huragan zależą od ilości dostarczonej energii na trasie układu. Gdy wirowanie jest dostatecznie intensywne a cyklon ma grubość całej troposfery, przyziemna warstwa nie nadąża z dostarczaniem powietrza do centrum, powietrze zaczyna napływać też górą, w środku układu wytwarza się tzw. oko cyklonu - bezchmurny obszar ze stosunkowo słabymi wiatrami i silnymi ruchami zstępującymi. Dostarczenie zimnego powietrza do centrum cyklonu przyspiesza kondensację wody napędzając jeszcze bardziej cyklon. Po przemieszczeniu nad chłodniejsze wody bądź ląd, gdzie układ nie znajduje się i nie otrzymuje dostatecznej ilości energii, cyklon tropikalny słabnie i zanika.
Cyklony tropikalne najczęściej rozwijają się na przełomie lata i jesieni, co jest związane z najwyższą temperaturą powierzchni wód w tym okresie. Na przykład na Atlantyku 96% huraganów o sile wiatru przekraczającej 50 m/s pojawia się między sierpniem a październikiem. Wyjątkiem jest północna część Oceanu Indyjskiego, gdzie występują dwa maksima częstości występowania silnych sztormów cyklonicznych: w maju i listopadzie. Na ogół cyklony tropikalne przesuwają się ze wschodu na zachód, czasami po kilku lub kilkunastu dniach istnienia skręcają w kierunku biegunów. Mogą wtedy przekształcić się w tzw. niże podzwrotnikowe, a nawet w niże średnich szerokości geograficznych. W początkowej fazie przekształcania w cyklonie po zachodniej stronie układu powstaje szczególnie silnie wykształcony front ciepły. Z północnego zachodu niż stopniowo zasysa chłodniejsze powietrze szerokości umiarkowanych i zmienia kierunek przemieszczania - teraz rozpoczyna wędrówkę na północny wschód.

Huragany atlantyckie dzieli się na 5 kategorii, od 1-szej najsłabszej do 5tej najmocniejszej.

 

Kategoria

Prędkość wiatru

Konsekwencje

1

119-153 km/h

Brak większych zniszczeń budynków. Zniszczenia spowodowane głównie przez niezabezpieczone przedmioty, drzewa, przyczepy kempingowe. Przybrzeżne podtopienia oraz niewielkie zniszczenia w portach i marinach.

2

154-177 km/h

Zniszczenie pokrycia dachów, drzwi, okien. Poważne zniszczenia roślinności, przyczep kempingowych, itp. Zniszczenia w portach i marinach spowodowane podtopieniami. Niektóre jednostki mogą zerwać cumy.

3

178-209 km/h

Niewielkie zniszczenia mniejszych budynków. Całkowite zniszczenie przyczep kempingowych. Podtopienia w rejonie przybrzeżnym może spowodować zniszczenie mniejszych budynków i uszkodzenie większych.

4

210-249 km/h

Duże zniszczenia ścian działowych, możliwość całkowitego zerwania dachów z mniejszych budynków. Duża erozja nadbrzeża. Możliwość podtopienia znacznych obszarów w głąb lądu.

5

>250 km/h

Całkowite zerwanie dachów domów, budynków użytkowych i przemysłowych. Całkowite zniszczenie niektórych budynków. Powodzie na dużym terenie. Niekiedy wymagana całkowita ewakuacja ludności.


Studium huraganu – Katrina
Aby zrozumieć zachowanie huraganów, prześledźmy losy najbardziej znanego huraganu – Katriny, który w sierpniu 2005 roku zatopił Nowy Orlean.
25 sierpnia 2005 roku, kiedy Katrina dotarła do wybrzeży Florydy, była zaledwie sztormem tropikalnym, ledwo sięgała mocą huraganu pierwszej, najniższej kategorii. Zdjęcie przedstawia Katrinę zbliżającą się do wybrzeży Florydy.


„The Inconvenient Truth”
Al Gore

 



Po minięciu Florydy Katrina weszła nad wody Zatoki Meksykańskiej, po czym skręciła na północny zachód i zaczęła się poruszać wzdłuż ciepłego prądu, o temperaturze dochodzącej do 32°C, wpływającego do Zatoki przez cieśninę między Kubą i Jukatanem. Uwagę zwracają zmiany mocy huraganu w zależności od temperatury wody, szczególnie wzrost jego mocy huraganu po wejściu nad wody ciepłego prądu.

 

 

Nad ciepłymi i wilgotnymi wodami zatoki Katrina nabrała mocy, stając się huraganem 5-tej, najwyższej kategorii. Ciśnienie w oku Katriny spadło do zaledwie 902 hPa, a prędkość wiatru sięgnęła 280 km/h.
Trasa huraganu nad ciepłymi wodami i gwałtowny wzrost jego mocy zaskoczył nawet zazwyczaj dobrze przygotowane amerykańskie służby meteorologiczne. Ostrzeżenie dla Luizjany wydano dopiero 27 sierpnia, dwa dni przed uderzeniem w Nowy Orlean.


„The Inconvenient Truth”,
Al Gore

35Źródło: Wikipedia
29 sierpnia Karina uderzyła
w Nowy Orlean.
   

 




Niszczycielska siła huraganów przejawia się na trzy sposoby.
Pierwszym jest potężny wiatr, zrywający wszystkie dachy, równający z ziemią wiele budynków i wyrywający drzewa z korzeniami. W przypadku huraganu piątej kategorii ludzie muszą szukać schronienia w schronach.
Drugim czynnikiem są opady, które mogą przekraczać 1,8 m w ciągu doby. Powodują powodzie, nasiąkanie ziemi wodą i osuwiska. Podczas przechodzenia huraganu Katrina na każdy metr kwadratowy ziemi spadło około 500 litrów wody.
Trzecim czynnikiem destrukcji są olbrzymie, mogące sięgać 6 metrów fale przypływowe spowodowane wiatrem oraz podnoszeniem się wody związanym z niskim ciśnieniem w oku cyklonu. Falom tym dodatkowo towarzyszą „normalne”, wysokie fale sztormowe.
Wały przeciwpowodziowe zostały przerwane i pod wodą znalazło się 80% miasta. W niektórych miejscach głębokość wody sięgała kilku metrów.


„The Inconvenient Truth”, Al Gore

W katastrofie życie straciło 1836 osób, straty przekroczyły 100 miliardów dolarów. Wykres pokazuje dane kwoty wypłacone po katastrofie przez największe firmy ubezpieczeniowe, kwoty są podane w miliardach dolarów.

 

47

Odbudowa Nowego Orleanu potrwa 25 lat. Według założeń miasto ma być wtedy odporne nawet na rekordowe huragany.
"Would I rebuild New Orleans in its present location?"
The climate scientist said: "No."

Katrina była najbardziej kosztownym huraganem w historii, ale rekordy są ustanawiane z niepokojącą regularnością. Chociaż w żadnym pojedynczym przypadku nie można powiedzieć „ten huragan nie miałby miejsca, gdyby nie globalne ocieplenie”, to jednak szereg obserwacji sugeruje, że gwałtowność huraganów wzrasta.

 

  • W marcu 2004 pojawił się pierwszy w historii huragan na południowym Atlantyku
  • Statystyki wykazują wzrost mocy huraganów na Pacyfiku. W ciągu ostatnich kilku dekad, występowanie huraganów kategorii 4 i 5 prawie się podwoiło.
  • W 2007 roku, po raz pierwszy w historii, sezon zainaugurowały dwa huragany najwyższej, 5-tej kategorii.

 


Cyclone Catherine off the coast of southern Brazil, MODIS Rapid Response Team at NASA GSFC)


Katrina, jak każdy huragan, wyciągnęła ciepło z powierzchniowych warstw wody. Po jej przejściu temperatura wody spadła o 4°C. Po przejściu huraganu, następny na tym obszarze może powstać dopiero, kiedy temperatura wzrośnie do odpowiednio wysokiego poziomu. Im mocniejszy huragan, tym bardziej wychładza powierzchnię oceanu. Można więc oczekiwać, że po mocniejszym huraganie będzie dłuższa przerwa przed nadejściem kolejnego. Stąd, w związku z globalnym ociepleniem klimatu, można oczekiwać, że wzrastające nad wodami o wyższej temperaturze huragany będą mocniejsze, ale ich częstość nie powinna istotnie wzrastać.

Przewiduje się, że globalne ocieplenie zwiększy intensywność występowania huraganów. Ponieważ woda w oceanach staje się coraz cieplejsza, tropikalne sztormy mogą pobierać więcej energii i stawać się dużo mocniejsze. Wykres pokazuje prognozy zmiany mocy huraganów przy wzroście zawartości dwutlenku węgla w atmosferze do 220% zawartości obecnej (do ponad 800 ppm)


Źródło: Wikipedia, Global Warming Art


Przewiduje się, że szczególnie znacząco wzrośnie liczba najmocniejszych cyklonów. Nie jest wykluczone, że pojawi się konieczność rozszerzenia skali i dodania nowej, 6-tej kategorii.

Nowym, prognozowanym przez klimatologów zjawiskiem są hiperkany. Hiperkany to huragany wyjątkowej energii, a w konsekwencji o dużo wyższej prędkości i niższym ciśnieniu w centrum niż w przypadku „normalnych” huraganów.
Przypuszcza się, że hiperkany mogą formować się przy temperaturach wody przekraczających 40-50°C, co przy dzisiejszych rekordach temperatury wody na poziomie 35°C wydaje się to niemożliwe. Pierwotnie naukowcy rozważali hiperkany w kontekście uderzenia w wodę asteroidu lub wybuchu podwodnych wulkanów. Ostatnio jednak pojawiły się przypuszczenia, że globalne ocieplenie może być w stanie spowodować pojawienie się zjawisk.
Wyższa energia hiperkanu pozwoliłaby mu na osiągnięcie prędkości wiatru na poziomie 500 km/h (niektóre teorie mówią nawet o ponad 700 km/h). Ciśnienie w centrum hiperkanu spadałoby do 650 hPa, a ściany wokół oka sięgałyby wysokości 30 km (w porównaniu z 15 km dla huraganu 5-tej kategorii). Hiperkanowi do istnienia potrzebna jest energia z gorącej wody, więc po wejściu nad ląd szybko osłabnie. Jednak zanim to nastąpi, uderzy z siłą ~4krotnie większą od huraganu 5-tej kategorii. Wiatry, przewyższające mocą tornado klasy F5 (o rozmiarach hiperkanu nie wspominając), zrywałyby drzewa, budynki, drogi, a nawet ziemię. W skrajnym scenariuszu, szalejące hiperkany byłyby w stanie w rejonach przybrzeżnych zedrzeć ziemię do gołej skały i cisnąć ją do oceanu...
http://en.wikipedia.org/wiki/Hypercane