Forvent færre, men mere destruktive landfaldende tropiske cykloner

En undersøgelse baseret på nye supercomputersimuleringer i høj opløsning, offentliggjort i denne uges udgave af tidsskriftet Videnskabens fremskridt , afslører, at den globale opvarmning vil intensivere landfaldende tropiske cykloner af kategori 3 eller højere i Det Indiske Hav og Stillehavet, samtidig med at dannelsen af ​​svagere begivenheder undertrykkes.

Tropiske cykloner (herunder tyfoner og orkaner), er de mest fatale og dyreste vejrkatastrofer på Jorden. Millioner af mennesker påvirkes hvert år af disse ekstreme vejrsystemers ødelæggende kraft, men hvordan tropiske cyklonegenskaber – især i kystområder – vil ændre sig som reaktion på global opvarmning, har længe været et mysterium. For at besvare dette spørgsmål, forskere i over to årtier har brugt verdens største supercomputere til at køre klimamodelsimuleringer, der viser vigtige aspekter af disse ødelæggende storme. Imidlertid, Indtil for nylig har computerkraften været utilstrækkelig til at fange både atmosfæriske detaljer og løse den fulde interaktion med havet på global skala.

Et team af forskere fra Sydkoreas IBS Center for Climate Physics (ICCP) ved Pusan ​​National University gennemførte for nylig en af ​​de mest computerintensive og detaljerede simuleringer af global opvarmning hidtil. Den globale klimamodel registrerer små atmosfæriske og oceaniske processer med en horisontal skala på 25 km og 10 km, henholdsvis. Denne hidtil usete opløsning er tilstrækkelig til at simulere tropiske cykloner og oceaniske kolde vågner (fig. 1), som genereres, når en stærk langsomt bevægende tropisk cyklon bringer koldt dybt vand op til havoverfladen, yderligere indflydelse på sporet og intensiteten af ​​tropiske cykloner.

For at bestemme tropiske cykloners følsomhed over for global opvarmning, forskerholdet kørte computermodelsimuleringer for nutidens atmosfæriske drivhusgassammensætning og fordoblet og firdoblet CO ₂ koncentrationer. Simuleringerne kørte i 13 måneder på en af ​​Sydkoreas hurtigste akademiske supercomputere ved navn Aleph (fig. 1), genererer hvad der svarer til omkring to tusinde 1 TB harddiske med data.

Denne klimacomputermodel er også unik i andre henseender. For eksempel, den udviser meget svagere havtemperaturfejl end den tidligere generation af klimamodeller. "Denne forbedring var vigtig for en realistisk simulering af tyfoner i det Indiske og Stillehavet, " siger Dr. Jung-Eun Chu, hovedforfatter af undersøgelsen og en projektleder ved ICCP.

Over de varme tropiske oceaner, luft stiger, flyder mod polen i stor højde og synker i de subtropiske egne. Overflade-retur-flowet af denne såkaldte Hadley-cirkulation nærer det globale passatvindsystem. Ifølge den nye undersøgelse, Hadley-cirkulationen om sommeren forventes at blive svækket i fremtiden på grund af den accelererede atmosfæriske opvarmning i en højde på 5-15 km, i forhold til jorden. "En fremtidig reduktion af stigende bevægelse i den tropiske atmosfære vil gøre det sværere for tropiske cykloner at udvikle sig, som forklarer den forventede fremtidige undertrykkelse af tropiske cyklonfrø og det samlede antal i Stillehavet og Det Indiske Ocean (fig. 2), " forklarer Dr. Sun-Seon Lee fra ICCP, som udførte simuleringerne på Aleph. "Interessant nok er det simulerede mønster af fremtidige tropiske cyklonændringer ret lig de nyligt observerede tendenser, hvilket understøtter forestillingen om, at global opvarmning allerede ændrer det globale ekstreme vejr," tilføjer Dr. Lee.

Imidlertid, historien om, hvordan global opvarmning vil ændre tropiske cykloner, er mere kompleks. Selvom for en CO ₂ en fordobling af det samlede antal tropiske cykloner forventes at falde i fremtiden, udviklende begivenheder vil have meget større chance for at intensivere ud over kategori 3 på grund af de højere luftfugtighed og energiniveauer i atmosfæren. "Dette resultat bekræfter tidligere undersøgelser, som brugte mindre detaljerede globale klimamodeller. Ved at repræsentere kystprocesser mere præcist end nogensinde før i en global model, vi har nu en meget højere tillid til disse robuste modelfremskrivninger, især for landfaldende tropiske cykloner, " siger prof. Axel Timmermann, medforfatter af undersøgelsen og direktør for ICCP.

For endnu højere drivhusgaskoncentrationer (CO ₂ firdobling), forskerholdet opdagede en vigtig, tidligere ukendt, mætningseffekt:over ~5 grader global opvarmning, undertrykkelsen af ​​tropiske cyklonfrø er så stærk, at antallet af stærke landfaldsbegivenheder (kategori 3 eller højere) vil begynde at flade ud. "Alligevel, nedbøren forbundet med hver begivenhed vil fortsætte med at stige, øger risikoen for ekstreme kystoversvømmelser. Vores undersøgelse giver afgørende politikrelevant information for lande, der er berørt af påvirkningen af ​​tropiske cykloner, " siger Dr. Chu.

ICCP-forskerholdet vil fortsætte med at analysere den enorme mængde data, der genereres af disse computersimuleringer, for bedre at forstå samspillet mellem havets varmeindhold og tropiske cykloner under nuværende og fremtidige forhold.