Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Hurrikane die Wärme tiefer in den Ozean treiben, als Wissenschaftler vermutet haben, und so die Erwärmung des Ozeans verstärken

Wenn ein Hurrikan Land trifft, kann die Zerstörung jahrelang oder sogar jahrzehntelang sichtbar sein.Weniger offensichtlich, aber ebenso gewaltig, sind die Auswirkungen von Hurrikanen auf die Ozeane.

In einem aktuelle Studie, zeigen wir durch Echtzeitmessungen, dass Hurrikane nicht nur Wasser an der Oberfläche aufwirbeln.Sie können die Hitze auch so tief in den Ozean drücken, dass sie ihn jahrelang einschließt und sich letztendlich auf Regionen auswirkt, die weit vom Sturm entfernt sind.

Wärme ist die Schlüsselkomponente dieser Geschichte.Es ist seit langem bekannt, dass Hurrikane Gewinnen Sie ihre Energie aus warmen Meeresoberflächentemperaturen.Diese Wärme hilft feuchte Luft nahe der Meeresoberfläche steigt auf wie ein Heißluftballon und bilden Wolken, die höher sind als der Mount Everest.Aus diesem Grund entstehen Hurrikane in der Regel in tropischen Regionen.

Wir haben herausgefunden, dass Hurrikane letztendlich auch zur Erwärmung des Ozeans beitragen, indem sie dessen Fähigkeit verbessern, Wärme aufzunehmen und zu speichern.Und das kann weitreichende Folgen haben.

Wenn Hurrikane Wärme in den Ozean mischen, tritt diese Wärme nicht einfach an der gleichen Stelle wieder auf.Wir haben gezeigt, wie die vom Sturm erzeugten Unterwasserwellen die Hitze verstärken können etwa viermal tiefer als allein zu mischen und es in eine Tiefe zu befördern, wo die Wärme weit von der Oberfläche entfernt eingeschlossen wird.Von dort aus können Tiefseeströmungen es Tausende von Kilometern transportieren.Ein Hurrikan, der über den westlichen Pazifik zieht und die Philippinen trifft, könnte Jahre später warmes Wasser liefern, das die Küste Ecuadors aufheizt.

Auf See, auf der Suche nach Taifunen

Im Herbst 2018 lebten wir zwei Monate lang an Bord des Forschungsschiffes Thomas G.Thompson, um aufzuzeichnen, wie das Philippinische Meer auf sich ändernde Wettermuster reagierte.Als Ozean Wissenschaftler, Wir untersuchen die turbulente Vermischung im Ozean sowie Hurrikane und andere tropische Stürme, die diese Turbulenzen erzeugen.

In der ersten Hälfte unseres Experiments war der Himmel klar und der Wind ruhig.Doch in der zweiten Hälfte wirbelten drei große Taifune – wie Hurrikane hierzulande genannt werden – das Meer auf.

Diese Verschiebung ermöglichte es uns, die Bewegungen des Ozeans mit und ohne Einfluss der Stürme direkt zu vergleichen.Wir waren insbesondere daran interessiert zu erfahren, wie Turbulenzen unter der Meeresoberfläche dabei helfen, Wärme in die Tiefsee zu transportieren.

Wir messen Meeresturbulenzen mit einem Instrument namens Mikrostrukturprofiler, das fast 300 Meter frei fällt und eine Sonde verwendet, die einer Phonographennadel ähnelt, um turbulente Bewegungen des Wassers zu messen.

Was passiert, wenn ein Hurrikan durchkommt?

Stellen Sie sich den tropischen Ozean vor, bevor ein Hurrikan darüber hinwegzieht.An der Oberfläche befindet sich eine Schicht warmen Wassers, wärmer als 27 Grad Celsius, die von der Sonne erwärmt wird und sich etwa 50 Meter unter der Oberfläche erstreckt.Darunter befinden sich Schichten kälteren Wassers.

Der Temperaturunterschied Zwischen den Schichten bleibt das Wasser voneinander getrennt und kann sich praktisch nicht gegenseitig beeinflussen.Man kann es sich wie die Trennung zwischen Öl und Essig in einer ungeschüttelten Flasche Salatdressing vorstellen.

Wenn ein Hurrikan über den tropischen Ozean hinwegzieht, tragen seine starken Winde dazu bei, die Grenzen zwischen den Wasserschichten zu verändern, ähnlich wie jemand, der die Flasche Salatdressing schüttelt.Dabei wird kaltes Tiefenwasser von unten und warmes Oberflächenwasser nach unten gemischt.Dies führt zu einer Abkühlung der Oberflächentemperaturen, sodass der Ozean in den Tagen nach einem Hurrikan die Wärme effizienter als gewöhnlich aufnehmen kann.

Seit über zwei Jahrzehnten Wissenschaftler haben debattiert ob das warme Wasser, das durch Hurrikane nach unten gemischt wird, die Meeresströmungen erwärmen und dadurch globale Klimamuster beeinflussen könnte.Im Mittelpunkt dieser Frage stand, ob Hurrikane die Wärme so tief pumpen können, dass sie jahrelang im Ozean verbleibt.

Durch die Analyse unterirdischer Ozeanmessungen vor und nach drei Hurrikanen haben wir herausgefunden, dass Unterwasserwellen die Wärme etwa viermal tiefer in den Ozean transportieren als die direkte Vermischung während des Hurrikans.Diese vom Hurrikan selbst erzeugten Wellen transportieren die Hitze so tief, dass sie nicht einfach wieder in die Atmosphäre abgegeben werden kann.

Auswirkungen der Hitze in der Tiefsee

Sobald diese Wärme von großen Meeresströmungen aufgenommen wird, kann sie in entfernte Teile des Ozeans transportiert werden.

Die von den Taifunen, die wir im Philippinischen Meer untersucht haben, erzeugte Wärme könnte an die Küsten Ecuadors oder Kaliforniens geflossen sein und dabei Strömungsmustern folgen, die Wasser von West nach Ost über den äquatorialen Pazifik transportieren.

An diesem Punkt kann die Wärme durch eine Kombination von wieder an die Oberfläche zurückgeführt werden Schwarmströmungen, Aufschwung Und turbulente Vermischung.Sobald die Hitze wieder nahe an der Oberfläche ist, kann sie das lokale Klima erwärmen und Ökosysteme beeinträchtigen.

Beispielsweise reagieren Korallenriffe besonders empfindlich auf längere Perioden von Hitzestress.El-Niño-Ereignisse sind die typische Ursache dafür Korallenbleiche in Ecuador, aber die übermäßige Hitze der von uns beobachteten Hurrikane kann zu gestressten Riffen und ausgebleichten Korallen weit entfernt von den Orten beitragen, an denen die Stürme auftraten.

Es ist auch möglich, dass die überschüssige Wärme von Hurrikanen jahrzehntelang oder länger im Ozean verbleibt, ohne an die Oberfläche zurückzukehren.Dies hätte tatsächlich eine mildernde Wirkung auf den Klimawandel.

Da Hurrikane die Wärme von der Meeresoberfläche in größere Tiefen verteilen, können sie dazu beitragen, die Erwärmung der Erdatmosphäre zu verlangsamen, indem sie die Wärme im Ozean speichern.

Wissenschaftler betrachten Hurrikane seit langem als extreme Ereignisse, die durch die Hitze des Ozeans angeheizt und vom Erdklima beeinflusst werden. Unsere Erkenntnisse, veröffentlicht in den Proceedings of the National Academy of Sciences, fügen diesem Problem eine neue Dimension hinzu, indem sie zeigen, dass die Wechselwirkungen in beide Richtungen gehen – Hurrikane selbst haben die Fähigkeit, den Ozean aufzuheizen und das Klima der Erde zu beeinflussen.