Тропические циклоны и изменение климата

редактировать
Ураган Катрина (28 августа 2005 г.), приближающийся к побережью Мексиканского залива.

Из-за изменение климата, тропические циклоны, как ожидается, будут усиливаться интенсивностью и увеличивать количество осадков, а также иметь более сильные штормовые нагоны, но могут быть их меньше во всем мире. Эти изменения вызваны повышением температуры моря и увеличением максимального содержания водяного пара в атмосфере по мере нагревания воздуха.

A ураган происходит в Атлантическом океане и северо-востоке Тихого океана, тайфун происходит в северо-западной части Тихого океана, а циклон происходит в южной части Тихого океана или Индийского океана. По сути, все это штормы одного типа. Инклюзивный термин, используемый научным сообществом, - тропические циклоны. В Национальной оценке изменения климата США за 2018 год сообщается, что «увеличение выбросов парниковых газов и уменьшение загрязнения воздуха способствовали увеличению активности ураганов в Атлантике с 1970 года».

Содержание
  • 1 Предпосылки
  • 2 Данные и модели
    • 2.1 Измерения
    • 2.2 Исторические данные
    • 2.3 Моделирование тропических циклонов
  • 3 Соответствующее изменение климата
  • 4 Изменения в тропических циклонах
    • 4.1 Осадки
    • 4.2 Интенсивность
    • 4.3 Частота
    • 4.4 Трассы штормов
    • 4.5 Штормовые нагоны и опасность наводнений
  • 5 Тропические циклоны в разных бассейнах
    • 5.1 Ураганы
    • 5.2 Тайфуны
  • 6 Управление рисками и адаптация
    • 6.1 Тихоокеанский регион
    • 6.2 США
  • 7 СМИ и общественное мнение
  • 8 См. Также
  • 9 Ссылки
  • 10 Внешние ссылки
История вопроса

Тропический циклон - это быстро вращающаяся штормовая система, характеризующаяся центром низкого давления, замкнутой циркуляцией атмосферы на низком уровне, сильными ветрами и спиральным расположением гроз, вызывающих сильный дождь или шквалы. Большинство этих систем формируется каждый год в одном из семи бассейнов тропических циклонов, мониторинг которых осуществляется различными метеорологическими службами и центрами предупреждения.

Данные и модели
Активность тропических циклонов в Северной Атлантике в соответствии с индексом рассеивания энергии, 1949–2015 гг. Температура поверхности моря была нанесена на график вместе с PDI, чтобы показать их сравнение. Линии были сглажены с использованием пятилетнего средневзвешенного значения, нанесенного на середину года. Активность тропических циклонов в Северной Атлантике в соответствии с Индексом накопленной энергии циклонов, 1950–2015 гг. Для получения глобального графика ACE посетите эту ссылку.

Измерение

На основе спутниковых снимков метод Дворака является основным методом, используемым для глобальной оценки интенсивности тропических циклонов.

Потенциальная интенсивность (PI) тропических циклонов может быть вычислена на основе данных наблюдений, в основном полученных из вертикальных профилей температуры, влажности и температуры поверхности моря (SST). Доступная конвективная потенциальная энергия (CAPE) была рассчитана с помощью станций радиозондов в некоторых частях тропиков с 1958 по 1997 год, но считается, что ее качество низкое. Индекс рассеиваемой мощности (PDI) представляет собой общую рассеиваемую мощность для Северной Атлантики и западной части Северной части Тихого океана и сильно коррелирует с тропическими SST. Существуют различные шкалы тропических циклонов для классификации системы.

Исторические данные

Начиная с эры спутников, которая началась примерно в 1970 году, тенденции считаются достаточно надежными в отношении связи штормов и температуры поверхности моря. Существует соглашение о том, что в более отдаленном прошлом были периоды активных штормов, но индекс рассеяния энергии, связанный с температурой поверхности моря, был не таким высоким. Палеотемпестология - это наука о прошлой активности тропических циклонов с помощью геологических заместителей (наводнения осадок), или исторические документальные записи, такие как кораблекрушения или аномалии колец деревьев. По состоянию на 2019 год исследования палеоклимата еще недостаточно согласованы, чтобы делать выводы для более широких регионов, но они предоставляют некоторую полезную информацию о конкретных местах.

Моделирование тропических циклонов

Климатические модели используются для изучения ожидаемые будущие изменения в циклонической активности. Модели климата с более низким разрешением не могут напрямую представлять конвекцию, и вместо этого используют параметризации для аппроксимации процессов меньшего масштаба. Это создает трудности для тропических циклонов, поскольку конвекция является неотъемлемой частью физики тропических циклонов.

Глобальные модели с более высоким разрешением и региональные климатические модели могут потребовать больших вычислительных ресурсов для запуска, что затрудняет моделирование тропических циклонов, достаточное для надежного статистического анализа.

Соответствующее изменение климата
Глобальный теплосодержание океана в верхних 700 м океана.

Факторы, определяющие активность тропических циклонов, относительно хорошо изучены: более теплые уровни моря также благоприятны для тропических циклонов. как неустойчивую и влажную среднюю тропосферу, в то время как вертикальный сдвиг ветра подавляет их. Все эти факторы изменятся при глобальном потеплении, но часто неясно, какой фактор доминирует.

Изменения в тропических циклонах

Изменение климата может повлиять на тропические циклоны по-разному. способов: усиление дождя и скорости ветра, уменьшение общей частоты, увеличение частоты очень сильных штормов и расширение к полюсу там, где циклоны достигают максимальной интенсивности, являются одними из возможных последствий антропогенного изменения климата.

Обзор смежных наук за 2010 год выявил существенное увеличение частоты наиболее интенсивных тропических циклонов и увеличение интенсивности дождя в пределах 100 км от центра шторма до 20%.

Осадки

Более теплый воздух может удерживать больше водяного пара: теоретическое максимальное содержание водяного пара определяется соотношением Клаузиуса – Клапейрона, которое дает увеличение водяного пара в атмосфере на ≈7% на 1 ° C потепления.. Все модели, которые были оценены в обзорном документе 2019 года, показывают будущее увеличение количества осадков, то есть осадков, выпадающих в час. Всемирная метеорологическая организация заявила в 2017 году, что количество осадков от урагана Харви, скорее всего, увеличилось из-за изменения климата.

Район дождя тропического циклона (в отличие от к скорости) в первую очередь контролируется окружающей средой температурой поверхности моря (SST) - относительно средней тропической температуры SST, называемой относительной температурой поверхности моря. Количество осадков будет расширяться наружу по мере увеличения относительной ТПМ, связанной с расширением поля штормового ветра. Наибольшие тропические циклоны наблюдаются в тропиках западной северной части Тихого океана, где находятся наибольшие значения относительной SST и относительной влажности в средней тропосфере. Если предположить, что температура океана повышается равномерно, потепление климата вряд ли повлияет на область выпадения осадков.

Интенсивность

Тропические циклоны используют теплый влажный воздух в качестве топлива. Поскольку изменение климата вызывает повышение температуры океана, потенциально доступно больше этого топлива. В период с 1979 по 2017 год наблюдалось глобальное увеличение доли тропических циклонов категории 3 и выше по шкале Саффира – Симпсона, которые представляют собой циклоны со скоростью ветра более 115 миль в час. Эта тенденция была наиболее отчетливой в Северной Атлантике и в южной части Индийского океана. В северной части Тихого океана тропические циклоны перемещались к полюсам в более холодные воды, и за этот период не наблюдалось увеличения интенсивности. Ожидается, что при потеплении на 2 ° C больший процент (+ 13%) тропических циклонов достигнет категории 4 и 5.

Исследование 2019 года показывает, что изменение климата является движущей силой наблюдаемой тенденции быстрое усиление тропических циклонов в Атлантическом бассейне. Трудно прогнозировать быстро усиливающиеся циклоны, поэтому они представляют дополнительный риск для прибрежных сообществ. Вероятность быстрой интенсификации тропических циклонов в Атлантическом океане в период 1982-2019 годов почти удвоится.

Частота

В настоящее время нет единого мнения о том, как изменение климата повлияет на общую частоту тропические циклоны. Большинство климатических моделей показывают уменьшенную частоту в будущих прогнозах. Например, в статье 2020 года, сравнивающей девять климатических моделей с высоким разрешением, было обнаружено устойчивое снижение частоты в южной части Индийского океана и в Южном полушарии в целом, при этом были обнаружены смешанные сигналы для тропических циклонов Северного полушария. Наблюдения показали незначительное изменение общей частоты тропических циклонов во всем мире.

Исследования, проведенные Murakami et al. после сезона ураганов 2015 года в восточной и центральной частях Тихого океана, когда произошло рекордное количество тропических циклонов и три одновременных урагана категории 4, приходит к выводу, что воздействие парниковых газов усиливает субтропическое потепление Тихого океана, которое, по их прогнозам, увеличит частоту чрезвычайно активные тропические циклоны в этой области.

Трассы штормов

Произошло расширение к полюсу широты максимальной интенсивности тропических циклонов, что может быть связано с изменением климата. В северной части Тихого океана также может произойти расширение на восток. Между 1949 и 2016 годами наблюдалось замедление скорости трансляции тропических циклонов. Пока неясно, в какой степени это может быть связано с изменением климата: не все климатические модели демонстрируют эту особенность.

Штормовые нагоны и опасности наводнений

Дополнительное повышение уровня моря повысит уровень штормовых нагонов. Вероятно, что экстремальные ветровые волны увеличатся в результате изменений в тропических циклонах, что еще больше усугубит опасность штормовых нагонов для прибрежных сообществ. В исследовании 2017 года рассматривалось комплексное воздействие наводнений, штормовых нагонов и наземных наводнений (реки) и прогнозируется их увеличение из-за изменения климата.

Тропические циклоны в разных бассейнах
Три одновременных урагана, активных 8 сентября, 2017 - с Катей (слева), Ирмой (в центре) и Хосе (справа). Все трое в то время угрожали суше.

Ураганы

Исследование 2011 года связывало усиление активности сильных ураганов в Северной Атлантике со сдвигом на север и усилением конвективной активности от африканских восточных волн (AEW). В исследовании 2014 года изучалась реакция AEW на сценарии высоких выбросов и обнаружено увеличение региональных температурных градиентов, конвергенция и подъем вдоль Межтропического фронта Африки, что привело к усилению африканских восточных волн, влияющих на климат над Западной Африкой и большей Атлантикой.

Исследования, проведенные в 2008 и 2016 годах, изучали продолжительность сезона ураганов в Атлантике и обнаружили, что она может удлиняться, особенно к югу от 30 ° с.ш. и к востоку от 75 ° з.д., или тенденция к увеличению ранние и поздние штормы, связанные с потеплением температуры поверхности моря. Однако неопределенность по-прежнему высока, и одно исследование не выявило тенденции, а другое - неоднозначные результаты.

Исследование 2017 года пришло к выводу, что высокоактивный сезон ураганов 2015 года нельзя объяснить исключительно сильным Эль-Ниньо событие. Напротив, субтропическое потепление также было важным фактором, более распространенным как следствие изменения климата. Исследование 2019 года показало, что усиление испарения и большая способность атмосферы удерживать водяной пар, связанная с изменением климата, уже увеличила количество осадков от ураганов Катрина, Ирма и Мария на 4-9 процентов. В будущем прогнозировалось увеличение до 30%.

Тайфуны

Исследования, основанные на записях из Японии и Гавайев, показывают, что тайфуны в северо-западной части Тихого океана усилились на 12–12%. 15% в среднем с 1977 года. Наблюдаемые самые сильные тайфуны удвоились или утроились в некоторых регионах, интенсивность отдельных систем выхода на сушу наиболее заметна. Этот всплеск интенсивности штормов затронул население прибрежных районов Китая, Японии, Кореи и Филиппин и был объяснен потеплением океанических вод.. Авторы отметили, что еще не ясно, в какой степени глобальное потепление вызвало повышение температуры воды, но наблюдения согласуются с тем, что МГЭИК прогнозирует для повышения температуры поверхности моря. В Китае и вокруг него наблюдается тенденция к снижению вертикального сдвига ветра, что создает более благоприятные условия для интенсивных тропических циклонов. Это в основном является ответом на ослабление летних муссонов в Восточной Азии, как следствие глобального потепления.

Управление рисками и адаптация

Учитывая научный консенсус, что тропические циклоны усиливаются из-за изменения климата, в рецензируемых журнальных статьях есть многочисленные рекомендации о том, как реагировать. Сосредоточение внимания на использовании ресурсов для оказания немедленной помощи пострадавшим может отвлечь внимание от более долгосрочных решений. Это еще больше усугубляется в сообществах и странах с низкими доходами, поскольку они больше всего страдают от последствий тропических циклонов.

Самой эффективной стратегией управления рисками является разработка систем раннего предупреждения. Дальнейшая политика, которая могла бы снизить риски наводнений, - это лесовосстановление внутренних территорий с целью укрепления почвы общин и уменьшения затопления прибрежных районов. Также рекомендуется постоянно оборудовать местные школы, церкви и другую общественную инфраструктуру, чтобы они могли стать убежищами от циклонов.

Тихоокеанский регион

Конкретные национальные и наднациональные решения уже приняты и реализуются. Рамочная программа устойчивого развития в Тихоокеанском регионе (FRDP) была создана для усиления и улучшения координации реагирования на стихийные бедствия и адаптации к изменению климата между странами и сообществами в регионе. Конкретные страны, такие как Тонга и Острова Кука в южной части Тихого океана, в рамках этого режима разработали Совместный национальный план действий по изменению климата и управлению рисками стихийных бедствий (JNAP) для координации и выполнения мер реагирования на растущий риск изменения климата. Эти страны определили наиболее уязвимые области своих стран, разработали национальные и наднациональные стратегии, которые необходимо реализовать, и определили конкретные цели и сроки для достижения этих целей. Эти действия, которые должны быть реализованы, включают лесовосстановление, строительство дамб и плотин, создание систем раннего предупреждения, укрепление существующей инфраструктуры связи, поиск новых источников пресная вода, продвижение и субсидирование распространения возобновляемых источников энергии, совершенствование ирригационных методов для продвижения устойчивого сельского хозяйства, активизация усилий по просвещению общественности по устойчивому меры и лоббирование на международном уровне более широкого использования возобновляемых источников энергии.

США

В США было предпринято несколько конкретных инициатив, направленных на улучшение подготовка к усилению ураганов, подготовка местных аварийных укрытий, строительство песчаных дюн и восстановление лесов. Национальная программа страхования от наводнений побуждает людей восстанавливать дома в районах, подверженных наводнениям, и тем самым препятствует адаптации к повышенному риску от ураганов и повышения уровня моря.

СМИ и общественное мнение

Разрушения в результате недавних ураганов Атлантического океана, таких как ураганы Катрина, Вильма и Сэнди, вызвали существенный всплеск интереса к теме изменение климата и ураганы со стороны средств массовой информации и широкой общественности, а также опасения, что глобальное изменение климата могло сыграть значительную роль в этих событиях. В 2005 и 2017 годах соответствующий опрос населения, пострадавшего от ураганов, показал, что в 2005 году 39 процентов американцев считали, что изменение климата способствовало усилению ураганов, при этом 55 процентов в сентябре 2017 года.

После тайфуна Меранти. в 2016 году восприятие риска в Китае не увеличилось. Тем не менее, наблюдался явный рост поддержки личных и общественных действий против изменения климата. На Тайване люди, пережившие тайфун, не выражали большего беспокойства по поводу изменения климата. Опрос обнаружил положительную корреляцию между тревогой по поводу тайфунов и тревогой по поводу изменения климата.

См. Также
  • значок Портал изменения климата
  • значок Портал погоды
  • значок Портал окружающей среды
  • Портал тропических циклонов
Ссылки
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-06-11 12:32:22
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте