Новое исследование — Ars Technica показывает, что ураганы уносят тепло глубже в океан, чем предполагали ученые

Когда ураган обрушивается на землю, разрушения могут быть видны годами или даже десятилетиями. Менее очевидным, но также мощным является влияние ураганов на океаны.

в Новое исследованиеС помощью измерений в реальном времени мы показываем, что циклоны не просто возмущают воду на поверхности. Они также могут направлять тепло глубже в океан таким образом, чтобы удерживать его в ловушке в течение многих лет и в конечном итоге затронуть регионы, далекие от шторма.

Тепло – главная составляющая этой истории. Давно известно, что ураганы Он получает энергию от теплой температуры поверхности моря.. Это тепло помогает Влажный воздух у поверхности океана Подобно воздушному шару, образование облаков выше горы Эверест. Вот почему ураганы обычно образуются в тропиках.

Мы выяснили, что ураганы в конечном итоге также помогают нагревать океан, повышая его способность поглощать и сохранять тепло. И это может иметь далеко идущие последствия.

Когда ураганы смешивают тепло с океаном, это тепло не просто всплывает на поверхность в одном и том же месте. Мы показали, как подводные волны, вызванные штормом, могут отводить тепло Почти в четыре раза глубже чем смешивание в одиночку и отправка его на глубину, где тепло задерживается дальше от поверхности. Оттуда глубоководные течения могут переносить его на тысячи миль. Ураган, проходящий через западную часть Тихого океана и обрушившийся на Филиппины, может в конечном итоге обеспечить теплой водой побережье Эквадора спустя годы.

В море в поисках ураганов

В течение двух месяцев осенью 2018 года мы жили на борту исследовательского судна Томаса Дж. Томпсона, записывая, как Филиппинское море реагирует на изменение погодных условий. нравиться Океан Ученыемы изучаем турбулентное перемешивание в океане и ураганы и другие тропические штормы, которые порождают эту турбулентность.

Небо было ясным, а ветер спокойным в течение первой половины нашего путешествия. Но во второй половине три крупных урагана — так известны ураганы в этой части мира — всколыхнули океан.

Этот сдвиг позволил нам напрямую сравнить движения океана с воздействием штормов и без них. В частности, нам было интересно узнать, как турбулентность под поверхностью океана помогает передавать тепло в глубины океана.

Мы измеряем турбулентность океана с помощью прибора под названием Microstructure Profiler, который свободно падает с высоты почти 1000 футов (300 метров) и использует зонд, похожий на иглу фонографа, для измерения турбулентных движений воды.

Что происходит, когда приходит ураган

Представьте себе тропический океан до того, как над ним пройдет ураган. На поверхности находится слой теплой воды с температурой выше 80 ° F (27 ° C), нагретый солнцем и простирающийся примерно на 160 футов (50 м) от поверхности. Под ним слои холодной воды.

в разница температур Между слоями вода удерживается раздельно и практически не влияет друг на друга. Вы можете думать об этом как о разделении между маслом и уксусом в непоколебимой бутылке заправки для салата.

Когда ураган проходит над тропическим океаном, его сильные ветры помогают сдвинуть границы между слоями воды, подобно тому, как кто-то встряхивает бутылку с заправкой для салата. В этом процессе холодная глубинная вода смешивается снизу, а теплая поверхностная вода смешивается со дном. Это снижает температуру поверхности, позволяя океанам поглощать тепло более эффективно, чем обычно, в дни после урагана.

Более двух десятилетий ученые Обсуждать Теплые воды, с которыми циклоны смешиваются вниз по течению, с теплыми океанскими течениями и, таким образом, формируют глобальные климатические модели. Суть вопроса заключалась в том, могут ли ураганы перекачивать тепло достаточно глубоко, чтобы оно оставалось в океане годами.

Анализируя подповерхностные измерения океана, сделанные до и после трех ураганов, мы обнаружили, что подводные волны передают в океан почти в четыре раза больше тепла, чем прямое перемешивание во время урагана. Эти волны, создаваемые самим торнадо, переносят тепло достаточно глубоко, чтобы его нельзя было легко выпустить обратно в атмосферу.

Тепловые осадки в океанских глубинах

Как только это тепло будет захвачено крупномасштабными океанскими течениями, оно может быть перенесено в отдаленные части океана.

Тепло, доставленное ураганами, которые мы изучали в Филиппинском море, могло попасть на побережье Эквадора или Калифорнии, в соответствии с текущими моделями, которые перемещают воду с запада на восток через экваториальную часть Тихого океана.

В этот момент тепло может быть смешано обратно на поверхность со смесью мелкие ручьиИ рост И нарушенное перемешивание. Когда тепло снова приближается к поверхности, оно может нагревать местный климат и влиять на экосистемы.

Например, кораллы особенно чувствительны к продолжительным периодам теплового стресса. Обычно причиной этого являются явления Эль-Ниньо. Отбеливание кораллов в Эквадорено дополнительное тепло от ураганов, которое мы наблюдали, может способствовать стрессу кораллов и обесцвечиванию кораллов далеко от того места, где возникают ураганы.

Также возможно, что избыточное тепло от ураганов остается в океане в течение десятилетий и более, не возвращаясь на поверхность. Это действительно окажет смягчающее воздействие на изменение климата.

Поскольку ураганы перераспределяют тепло с поверхности океана на большие глубины, они могут помочь замедлить потепление атмосферы Земли, удерживая тепло в океане.

Ученые долгое время считали ураганы экстремальными явлениями, вызванными жарой океана и формируемыми климатом Земли. Наши выводыопубликованный в Proceedings of the National Academy of Sciences, добавляет новое измерение к этой проблеме, показывая, что взаимодействия идут в обоих направлениях — сами ураганы могут нагревать океан и формировать климат Земли.

Ноэль Гутьеррес Брисуэлакандидат физической океанографии, Калифорнийский университет, Сан-Диего И Салли Уорнердоцент кафедры климатологии, Университет Брандейса. Эта статья была переиздана с Беседа Под лицензией Creative Commons. Читать Оригинальная статья.