Klimatbloggen

juni 13, 2007

Blåsigt värre i Nature

Tidskriften Nature har i de senaste numren haft några artiklar och news features rörande tropiska cykloner och orkaner. Den stora 10 000 kronorsfrågan om vilka mekanismer som driver orkaners aktivitet är ännu inte besvarad, men många förslag har lagts fram. Exemplen varierar mellan blixtar, shear, nederbörd, kyla, eller bara inhomogena dataserier. Ytvattentemperaturer är i alla dessa fall snarare en indirekt påverkande faktor, men inte den primära drivande kraften, vilket ibland hävdas.

I Nature (24/5) publicerades en artikel, som undersöker orkanaktiviteten i Atlanten över de senaste 5 000 åren med hjälp av nytagna sedimentkärnor från Vieques utanför Puerto Ricos östkust. De fann att aktiviteten har haft ganska mycket variabilitet över de 5 senaste millenia. Aktiva perioder har det var mellan 5400-3600 år sedan (år ”noll” är satt till 1950), 2500 år sedan och för 1000 år sedan. Nästa aktiva period dröjde fram till 1700-talet och den pågår fortfarande. Dessa perioder bekräftas även av andra kronologier från andra platser runt om i Atlanten. Det finns från Puerto Rico antecknat att endast tre orkaner gjorde landfall mellan år 1550 och 1700. Mellan åren 1700 och 1850 ökade antalet till sexton. Att detta skulle vara ett resultat av bättre anteckningar ju närmre nutid vi kommer verkar dock inte stämma. Rekonstruktioner från sediment visar på samma fördelning, och dessa sediment har inte blivit sämre eller bättre historieskrivare över åren. Att en period med fler starka orkaner inleddes kring år 1700 bör alltså vara relativt välunderstött.

En jämförelse med temperaturer från området kring Puerto Rico ger dock inga starka bevis för att just ytvattentemperaturen skulle vara en drivande kraft för orkaners ökande intensitet. Under 1700-talet, då en ny aktiv period påbörjades, var ytvattentemperaturerna i det karibiska havet 2 till 3 grader kallare än idag. Vidare inföll en av de mest aktiva perioderna mellan 1766 och 1780, en period som enligt rekonstruktioner av AMO (Atlantic Multidecadal Oscillation) var negativ (kall). Tidigare i historien har samma mönster visat sig genom jämförelser av rekonstruktioner, vilket gör att ytvattentemperaturen förmodligen inte är huvudorsaken till hög orkanaktivitet. Författarna efterlyser högre upplösta ytvattentemperaturrekonstruktioner och mixed layer-tjockleken för att kunna undersöka frågan närmre.

Så vilkan övriga mekanismer anser de spela en viktig roll för bildandet av intensiva orkaner? Först och främst konstaterar de att El Niño tenderar att minska aktiviteten, medan La Niña ökar den. Det såg vi inte minst förra året då ett El Niño-fenomen oväntat dök upp i Stilla Havet och avslutade säsongen tidigt. Iår ligger varningen ute för att en La Niña kan uppkomma och därmed göra årets orkansäsong ännu värre än de första prognoserna. Detta mönster har också hållt sig genom historien. Under de hittills lågintensiva perioderna har omständigheterna favoriserat fler El Niño-händelser. De intenstiva perioderna har istället haft färre El Niños, så även den senaste perioden, som påbörjades 1700.

Rekonstruktion av nederbörd från Lake Ossa i Kamerun ger en annan ledtråd till orkanernas intensitet. Hög nederbörd över området sammanfaller med perioder med fler intensiva orkaner, och på samma sätt sammanfaller låg nederbörd med färre intensiva orkaner. De perioder då den afrikanska monsunen förstärks och ENSO befinner sig i en sval fas kan AEW (African Easterly Waves) färdas genom områden med gynsamma förhållanden för utveckling av orkaner.

Summa sumarum är alltså att ytvattentemperaturer i tropiska Nordatlanten inte är ett krav för att intensiva orkanperioder skall komma igång, men de spelar förmodligen roll i andra led i tropiska cykloners utveckling.

I numret från sjunde juni kom en artikel om orkanaktiviteten för de största orkanerna över de senaste 270 åren. Grundidén författarna kom med var att den senaste tidens ökning i orkanaktiviteten kanske är en återgång till mer naturlig aktivitet oavsett vad som orsakar det. Enligt dem var aktiviteten under 1970- och 1980-talet ovanligt låg, för att därefter öka till mer normal aktivitet. Den mycket aktiva perioden, i vår referensram, efter 1995 är satt i ett längre perspektiv inget ovanligt alls, utan snarare ganska normalt. Dessutom ger resultaten stöd till ovanstående artikel då perioden kring 1760-1775 verkar vara den mest aktiva perioden (jmf 1766-1780 enligt ovan). Andra perioder med liknande aktivitet som idag var 1756-1774, 1780-1785, 1801-1812, 1840-1850, 1873-1890, 1928-1933. Analyser av data verkar peka på ett cyklist beteende på cirka 10-30 år.

Till grund för artikeln ligger flera proxyserier härledda dels ur koraller från karibien samt sedimentkärnor från Cariacobassängen utanför Venezuelas kust. Det verkar som windshear är den avgörande faktorn då både observerad och rekonstruerad shear i jämförelse med rekonstruerad och observerad orkanaktivitet är omvänt proportioneliga mot varandra. Den ökning av ytvattentemperaturer har därför förmodligen kompentserats av ökad windshear istället. Men om det är en naturlig återgång till normal aktivitet, eller om det är påhjälpt av eventuella antropogena effekter, går inte att mer än spekulera i. Eftersom denna artikel har anknytningar till Göteborgs Universitet och min institution bjuder jag även på länken till pressmeddelandet.

I en tredje artikel från Nature (31/5) undersöks hur omblandningen i havet påverkas av tropiska stormar och inte orkaner specifikt. Stormar över haven blandar om i vattenkolumnen och det är en mycket viktig process att förstå för att kunna utveckla klimatmodellerna till ett mer avancerat stadie. Idag har vi ännu ganska dålig inblick i hur detta system fungerar och haven innehåller betydligt mycket mer värme än atmosfären, varför haven är otroligt viktiga på längre tidsskalor, speciellt om man vill göra någorlunda trovärdiga projektioner för framtiden. Basen för omblandningsprocessen när en storm passerar är att kallare vatten från djupet i vattenkolumen blandas uppåt mot ytan (och också för med sig näringsämnen), vilket ger kallare ytvattentemperaturer och värmetransport neråt. De efterföljande dagarna flödar värme genom ytan för att få balans i energibudgeten. Totalt ger det alltså en uppvärmning av vattenkolumnen, eftersom det nedblandade värmet finns kvar. Eftersom vattenkolumnen inte blir varmare och varmare hela tiden (jag har fortfarande inte sett kokande hav) transporteras vattenmassan i meridionala transporter (exempelvis upp via Golfströmmen, Nordatlantiska strömmen och vidare till de nordiska haven).

Författarna uppskattar att 0,26 PW (1 petawatt = 1015 watt) tillförs havens värmeinnehåll från tropiska stormar. Det kan jämföras med Golströmmen (alltså den del som går från Florida upp en bit längs amerikanska östkusten) som transporterar ungefär 1,4 PW (vilket är samma siffra som Kerry Emanuel år 2001 föreslog blandades ner i haven av tropiska stormar). Ytterligare en intressant detalj är att nerblandningen av värme verkar kunna stå i stark relation till ytvattentemperaturer, och att ganska små ändringar i denna kan öka nedblandningen rejält. Översatt med spets kan man alltså fundera på hur dessa stormar påverkar klimatet. Den aspekten är fortfarande mycket lite utforskad, speciellt eftersom man tidigare i stor utsträckning inte ansett stormar ha såpass stor påverkan.

I samma nummer (Nature, 31/5) finns en News Feature som diskuterar mycket av de olika oceanografiska aspekterna på omblandning i havet, satt i realtion till stormar, tidvatten och virvlar. En del av denna News Feature behandlar också bioturbiditet, alltså hur livet i havet blandar om i vattenkolumnen. Bland annat pekas det på exempel där man visat att krill blandar om vattnet i vissa canadensiska fjordar. Ett annat exempel är en studie som indikerat att det marina livet blandar om i haven lika bra som vind och tidvatten. Det låter ganska enastående om så skulle vara fallet, men en diskussion kring ämnet är intressant. Förmodligen, i min mening, går det mesta av djurens rörelser över till friktion snarare än omblandning varför den komponenten inte bör vara så stor. Men konceptet är ändå exotiskt och spännande.

TrackBack URI

Blogga med WordPress.com.

%d bloggare gillar detta: