Новые исследования показывают, что ураганы перемещают тепло в океан глубже, чем предполагали ученые, ускоряя потепление океана

Когда ураган обрушивается на сушу, разрушения могут быть видны в течение многих лет или даже десятилетий.Менее очевидным, но не менее сильным является влияние ураганов на океаны.

В недавнее исследование, с помощью измерений в реальном времени мы показываем, что ураганы не просто взбивают воду на поверхности.Они также могут переносить тепло глубоко в океан таким образом, что оно может заблокироваться на годы и в конечном итоге повлиять на регионы, находящиеся вдали от шторма.

Тепло является ключевым компонентом этой истории.Давно известно, что ураганы получают энергию от теплых температур поверхности моря.Это тепло помогает влажный воздух у поверхности океана поднимается подобно воздушному шару и образуют облака выше Эвереста.Вот почему ураганы обычно образуются в тропических регионах.

Мы обнаружили, что ураганы в конечном итоге также способствуют нагреванию океана, повышая его способность поглощать и сохранять тепло.И это может иметь далеко идущие последствия.

Когда ураганы смешивают тепло с океаном, это тепло не просто возвращается в то же место.Мы показали, как подводные волны, вызванные штормом, могут усиливать жару примерно в четыре раза глубже чем смешивать в одиночку, отправляя его на глубину, где тепло удерживается далеко от поверхности.Оттуда глубоководные течения могут перенести его на тысячи миль.Ураган, который пройдет через западную часть Тихого океана и обрушится на Филиппины, может в конечном итоге принести теплую воду, которая несколько лет спустя нагреет побережье Эквадора.

В море в поисках тайфунов

Два месяца осенью 2018 года мы жили на борту научно-исследовательского судна Thomas G.Томпсону, чтобы записать, как Филиппинское море отреагировало на изменение погодных условий.Как океан ученые, мы изучаем турбулентное перемешивание в океане, а также ураганы и другие тропические штормы, которые порождают эту турбулентность.

В первой половине нашего эксперимента небо было ясным, а ветер спокойным.Но во второй половине три крупных тайфуна – как называют ураганы в этой части мира – взбудоражили океан.

Этот сдвиг позволил нам напрямую сравнить движения океана под влиянием 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, называемого профилировщиком микроструктуры, который свободно падает с высоты почти 1000 футов (300 метров) и использует зонд, похожий на иглу граммофона, для измерения турбулентных движений воды.

Что происходит, когда проходит ураган

Представьте себе тропический океан перед тем, как над ним пронесется ураган.На поверхности находится слой теплой воды с температурой выше 80 градусов по Фаренгейту (27 градусов по Цельсию), который нагревается солнцем и простирается примерно на 160 футов (50 метров) под поверхностью.Под ним находятся слои более холодной воды.

А разница температур Между слоями воды остаются разделенными и практически неспособными влиять друг на друга.Вы можете думать об этом как о разделении масла и уксуса в непоколебимой бутылке с заправкой для салата.

Когда ураган проходит над тропическим океаном, его сильные ветры помогают раздвинуть границы между слоями воды, подобно тому, как кто-то трясет бутылку с заправкой для салата.При этом холодная глубинная вода перемешивается снизу, а теплая поверхностная вода – вниз.Это приводит к снижению температуры поверхности, позволяя океану поглощать тепло более эффективно, чем обычно, в дни после урагана.

На протяжении более двух десятилетий учёные обсудили могут ли теплые воды, смешиваемые ураганами вниз, нагревать океанские течения и тем самым формировать глобальные климатические модели.В основе этого вопроса стоял вопрос, могут ли ураганы перекачивать тепло настолько глубоко, чтобы оно оставалось в океане годами.

Анализируя измерения под поверхностью океана, сделанные до и после трех ураганов, мы обнаружили, что подводные волны переносят тепло примерно в четыре раза глубже в океан, чем прямое перемешивание во время урагана.Эти волны, порождаемые самим ураганом, переносят тепло настолько глубоко, что его невозможно легко выпустить обратно в атмосферу.

Последствия жары в глубоком океане

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

Тепло, принесенное тайфунами, которые мы изучали в Филиппинском море, возможно, перетекло к побережьям Эквадора или Калифорнии, следуя нынешним закономерностям, которые несут воду с запада на восток через экваториальную часть Тихого океана.

На этом этапе тепло может быть подведено обратно к поверхности за счет комбинации мелководные течения, апвеллинг и турбулентное перемешивание.Как только тепло снова приблизится к поверхности, оно может согреть местный климат и повлиять на экосистемы.

Например, коралловые рифы особенно чувствительны к длительным периодам теплового стресса.События Эль-Ниньо являются типичным виновником Обесцвечивание кораллов в Эквадоре, но избыточное тепло от ураганов, которое мы наблюдали, может способствовать стрессу рифов и обесцвечиванию кораллов вдали от того места, где появились штормы.

Также возможно, что избыточное тепло от ураганов остается в океане десятилетиями и более, не возвращаясь на поверхность.На самом деле это окажет смягчающее воздействие на изменение климата.

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

Ученые уже давно считают ураганы экстремальными явлениями, вызванными жарой океана и формируемыми климатом Земли. Наши выводы, опубликованные в «Трудах Национальной академии наук», добавляют новое измерение к этой проблеме, показывая, что взаимодействия идут в обоих направлениях — ураганы сами по себе способны нагревать океан и формировать климат Земли.