與海洋變暖有關的颱風強度增加

與海洋變暖有關的颱風強度增加

每年,北太平洋西部的颱風(相當於北大西洋的颶風)都會對東亞和東南亞造成相當大的破壞。

2013年的超級颱風“海鹽”,是有史以來最強的海洋風暴之一,摧毀了菲律賓的大部分地區,並至少造成死亡 6,300人。 它創下了登陸時最強風暴和一分鐘內最高持續風速的記錄,到達東薩馬爾省時達到每小時315公里(194英里)。

情況可能變得更糟。

我們關於控制颱風峰值強度的新研究發表在該雜誌上 科學進展,表明在氣候變化下,到本世紀末,像海鹽這樣的風暴可能會變得更加強烈和普遍。

颱風峰值強度的解纏因素

颱風的生命週期峰值強度是風暴在其整個生命週期內達到的最大強度。 它來自於強度的累積,相當於速度就是加速度的累積。

為了更好地了解颱風峰值強度的變化和變化,我們採用了一種新穎的方法,將峰值強度(類似於速度)分解為兩個分量:強化率(類似於加速度)和強化持續時間(類似於時間)。 從一年到另一年,這兩個組成部分彼此獨立地變化。 然後,我們分別探討了與這兩個組成部分的逐年變化最密切相關的氣候條件。

我們研究了可能影響旋風強度上升速度的各種大氣和海洋變量。

我們看了大氣壓, 垂直風切變,或一個方向的風速變化,以及 渦度或大氣旋轉。 出乎意料的是,我們發現與這些因素相比,海洋溫度與氣旋強度的增加最密切相關。

具體而言,旋風的增長速度和強度取決於兩個海洋因素:暴風雨前的海面溫度以及地表與地下之間的溫度差。

較溫暖的海面通常為風暴發展提供更多能量,因此有利於更高的集約化率。

然而,從地表到地下的溫度變化很大(即隨著深度冷卻)會破壞這種能量流。 這是因為強風推動了上層海洋的湍流,從而使冷水從下方升起並冷卻了海面。 因此,地表和地下海洋溫度之間的較小差異有利於更高的強化率。

另一方面,颱風強度持續時間的變化可能與海面溫度有關,而海面溫度與被稱為厄爾尼諾-南方濤動/太平洋年代際濤動(ENSO / PDO)的自然現象相關。 這是因為在ENSO / PDO的積極階段,赤道中太平洋的海表溫度高於正常水平,為赤道和日期線附近的旋風成因產生了有利的大氣條件。 這使得發育中的颱風在到達陸地或冷水之前可以在溫水中生長更長的時間。

總而言之,我們的分析表明,北緯低緯度西部的上層海洋溫度影響颱風強度,而赤道中部太平洋的海面溫度則影響颱風強度。

然後,我們量化了颱風峰值強度與這些確定的氣候因素之間的關係,即當地的上層海洋溫度和ENSO / PDO指數。

我們得出的結論是,過去35年左右的時間裡,颱風峰值強度的強勁上升(大約每秒五米;相當於颱風強度的一半),主要歸因於當地異常的上海洋變暖速率。

預測氣候變暖時的颱風峰值強度

我們分析了第五階段的模型模擬的海洋溫度變化 耦合模型比較項目 (CMIP5),一種用於研究海洋與大氣之間相互作用的模型。

我們發現到2100年,即使在未來溫室氣體排放溫和的情況下,上層海洋的溫度也將比1.6年至50年這1955年期間的基線平均溫度高出2005攝氏度以上。

持續的海洋變暖為風暴加劇提供了更多的“燃料”。 利用從觀測結果建立的統計關係,我們預計到本世紀末,北太平洋西部的颱風強度將增加多達14%,幾乎等同於增加一類。

關於作者談話

唯美 是美國斯克里普斯海洋研究所的博士後學者 加州大學聖地亞哥分校.

這篇文章最初發表於 談話。 閱讀 原創文章.

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