Orkanen Ida blev til et monster takket være en kæmpe varm plet i Den Mexicanske Golf

Da orkanen Ida var på vej ind i Den Mexicanske Golf, et hold videnskabsmænd holdt nøje øje med en kæmpe, langsomt hvirvlende pøl af varmt vand lige foran på sin vej.

Den varme pool, en hvirvel, var et advarselsskilt. Den var omkring 125 miles (200 kilometer) på tværs. Og det var ved at give Ida det kraftboost, som i løbet af mindre end 24 timer ville forvandle den fra en svag orkan til den farlige kategori 4-storm, der bragede ind i Louisiana lige uden for New Orleans den 29. august. 2021.

Nick Shay, en oceanograf ved University of Miamis Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Sciences, var en af ​​disse forskere. Han forklarer, hvordan disse hvirvler, del af det, der er kendt som sløjfestrømmen, hjælpe storme hurtigt at intensivere til monsterorkaner.

Hvordan dannes disse hvirvler?

Loop-strømmen er en nøglekomponent i et stort gyre, en cirkulær strøm, roterer med uret i Nordatlanten. Dens styrke er relateret til strømmen af ​​varmt vand fra troperne og det Caribiske Hav ind i den Mexicanske Golf og ud igen gennem Florida-strædet, mellem Florida og Cuba. Derfra, det danner kernen i Golfstrømmen, som flyder nordpå langs den østlige kyst.

I Golfen, denne strøm kan begynde at kaste store varme hvirvler, når den kommer nord for omkring Fort Myers breddegrad, Florida. På ethvert givet tidspunkt, der kan være så mange som tre varme hvirvler i Golfen. Problemet kommer, når disse hvirvler dannes i orkansæsonen. Det kan betyde katastrofe for kystsamfund omkring Golfen.

Subtropisk vand har en anden temperatur og saltholdighed end almindeligt vand i Golfen, så dens hvirvler er nemme at identificere. De har varmt vand ved overfladen og temperaturer på 78 grader Fahrenheit (26 C) eller mere i vandlag, der strækker sig omkring 400 eller 500 fod dybt (ca. 120 til 150 meter). Da den stærke saltholdighedsforskel hæmmer blanding og afkøling af disse lag, de varme hvirvler holder på en betydelig mængde varme.

Når varmen ved havoverfladen er over omkring 78 F (26 C), orkaner kan dannes og forstærkes. Eddy, som Ida passerede, havde overfladetemperaturer over 30 ° C.

Hvordan vidste du, at denne hvirvel ville være et problem?

Vi overvåger havets varmeindhold fra rummet hver dag og holder øje med havets dynamik, især i sommermånederne. Husk, at varme hvirvler om vinteren også kan give energi til atmosfæriske frontsystemer, såsom "århundredets storm", der forårsagede snestorme over det dybe sydlige i 1993.

For at måle risikoen for denne varmepool for orkanen Ida, vi fløj fly over hvirvelen og tabte måleapparater, herunder såkaldte forbrugsgoder. En forbrugbar faldskærm ned til overfladen og frigiver en sonde, der går ned omkring 1, 300 til 5, 000 fod (400 til 1, 500 meter) under overfladen. Det sender derefter data tilbage om temperatur og saltholdighed.

Denne hvirvel havde varme ned til omkring 480 fod (omkring 150 meter) under overfladen. Selvom stormens vind forårsagede en vis blanding med køligere vand på overfladen, at dybere vand ikke ville blande sig hele vejen ned. Hvirvelen skulle blive varm og fortsætte med at levere varme og fugt.

Det betød, at Ida var ved at få en enorm forsyning af brændstof.

Når varmt vand strækker sig dybt på den måde, vi begynder at se det atmosfæriske trykfald. Fugten overfører, også omtalt som latent varme, fra havet til atmosfæren opretholdes over de varme hvirvler, da hvirvlerne ikke køler væsentligt. Da denne frigivelse af latent varme fortsætter, det centrale pres fortsætter med at falde. Til sidst vil overfladevindene mærke de større vandrette trykændringer hen over stormen og begynde at tage fart.

Det så vi dagen før orkanen Ida gik i land. Stormen begyndte at fornemme det virkelig varme vand i hvirvlen. As the pressure keeps going down, storms get stronger and more well defined.

When I went to bed at midnight that night, the wind speeds were about 105 miles per hour. When I woke up a few hours later and checked the National Hurricane Center's update, it was 145 miles per hour, and Ida had become a major hurricane.

Is rapid intensification a new development?

We've known about this effect on hurricanes for years, but it's taken quite a while for meteorologists to pay more attention to the upper ocean heat content and its impact on rapid intensification.

In 1995, Hurricane Opal was a minimal tropical storm meandering in the Gulf. Unknown to forecasters at the time, a big warm eddy was in the center of the Gulf, moving about as fast as Miami traffic in rush hour, with warm water down to about 150 meters. All the meteorologists saw in the satellite data was the surface temperature, so when Opal rapidly intensified on its way to eventually hitting the Florida Panhandle, it caught a lot of people by surprise.

I dag, meteorologists keep a closer eye on where the pools of heat are. Not every storm has all the right conditions. Too much wind shear can tear apart a storm, but when the atmospheric conditions and ocean temperatures are extremely favorable, you can get this big change.

Hurricanes Katrina and Rita, both in 2005, had pretty much the same signature as Ida. They went over a warm eddy that was just getting ready to be shed form the Loop Current.

Hurricane Michael in 2018 didn't go over an eddy, but it went over the eddy's filament—like a tail—as it was separating from the Loop Current. Each of these storms intensified quickly before hitting land.

Selvfølgelig, these warm eddies are most common right during hurricane season. You'll occasionally see this happen along the Atlantic Coast, også, but the Gulf of Mexico and the Northwest Caribbean are more contained, so when a storm intensifies there, someone is going to get hit. When it intensifies close to the coast, like Ida did, it can be disastrous for coastal inhabitants.

What does climate change have to do with it?

We know global warming is occurring, and we know that surface temperatures are warming in the Gulf of Mexico and elsewhere. When it comes to rapid intensification, imidlertid, my view is that a lot of these thermodynamics are local. How great a role global warming plays remains unclear.

This is an area of fertile research. We have been monitoring the Gulf's ocean heat content for more than two decades. By comparing the temperature measurements we took during Ida and other hurricanes with satellite and other atmospheric data, scientists can better understand the role the oceans play in the rapid intensification of storms.

Once we have these profiles, scientists can fine-tune the computer model simulations used in forecasts to provide more detailed and accurate warnings in the futures.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.