ハリケーンが上陸すると、その被害は数年、場合によっては数十年にわたって続く可能性があります。 あまり明らかではありませんが、ハリケーンが海洋に与える影響は強力です。
で 新しい研究、リアルタイムの測定を通じて、ハリケーンが単に地表で水をかき回すだけではないことを示しています。 また、熱を海の奥深くまで押し込み、何年も海を閉じ込め、最終的には嵐から遠く離れた地域に影響を与える可能性があります。
熱はこの物語の重要な要素です。 ハリケーンが起こることは昔から知られていましたが、 暖かい海面温度からエネルギーを得る。 この熱が助かります 海面近くの湿った空気が上昇する 熱気球のようにエベレストよりも高い雲を作ります。 一般的に熱帯地域でハリケーンが発生するのはこのためです。
私たちが発見したのは、ハリケーンは熱を吸収して蓄える能力を高めることで、最終的には海の温暖化にも貢献するということです。 そしてそれは広範囲に及ぶ影響をもたらす可能性があります。
ハリケーンがどのようにして海の熱からエネルギーを引き出すのか。 ケルビン・マ ウィキメディア経由, CC BY
ハリケーンが海に熱を混ぜても、その熱は同じ場所に再び現れるわけではありません。 嵐によって発生した水中の波がどのように暑さを押し上げるかを示しました およそXNUMX倍の深さ 単独で混合するよりも、表面から遠く離れた深部まで熱が閉じ込められます。 そこから深海流によって何千マイルも運ばれる可能性があります。 西太平洋を横断してフィリピンを襲うハリケーンは、数年後にはエクアドルの海岸を温める温水を供給することになる可能性がある。
海で台風を探して
2018 年の秋の XNUMX か月間、私たちは調査船トーマス G. トンプソン号に乗って、フィリピン海が気象パターンの変化にどのように反応したかを記録しました。 として 海洋 科学者たちでは、海洋における乱流の混合と、この乱流を引き起こすハリケーンやその他の熱帯暴風雨について研究します。
実験の前半は空は晴れ、風も穏やかでした。 しかし後半には、XNUMXつの大きな台風（世界のこの地域ではハリケーンとして知られています）が海をかき乱しました。
この変化により、嵐の影響がある場合とない場合の海の動きを直接比較できるようになりました。 特に、海面下の乱流が深海への熱の伝達をどのように助けているかを知ることに興味がありました。
私たちは微細構造プロファイラーと呼ばれる機器を使用して海の乱流を測定します。この機器は、約 1,000 フィート (300 メートル) の高さから自由落下し、蓄音機の針に似たプローブを使用して水の乱流の動きを測定します。
ハリケーンが通過するとどうなるか
ハリケーンが通過する前の熱帯の海を想像してみてください。 地表には、太陽によって温められた華氏 80 度 (摂氏 27 度) を超える温水の層があり、地表下約 160 フィート (50 メートル) まで広がっています。 その下には冷たい水の層があります。
温度差 層の間にある水は分離されており、実質的に相互に影響を与えることができません。 これは、揺れていないサラダドレッシングのボトルに入っている油と酢を分けるようなものと考えることができます。
ハリケーンが熱帯の海を通過するとき、その強風は、サラダドレッシングのボトルを振るのと同じように、水層の境界をかき混ぜます。 その過程で、冷たい深層水が下から混合され、温かい表層水が下から混合されます。 これにより表面温度が下がり、ハリケーンの数日間は海が通常よりも効率的に熱を吸収できるようになります。
XNUMX年以上にわたり、科学者たちは 議論しました ハリケーンによって下方に混合された暖かい水が海流を加熱し、それによって地球規模の気候パターンを形成する可能性があるかどうか。 この疑問の中心は、ハリケーンが熱を海に何年も留まるほど深く汲み上げることができるかどうかということでした。
これらの図は、ハリケーンが海を通過する前、通過中、通過後、数か月後に海洋の熱に何が起こるかを示しています。 サリー・ワーナー, BY-ND CC
XNUMX つのハリケーンの前後に行われた海洋表層の測定結果を分析したところ、ハリケーン時の直接混合よりも水中の波が熱を海洋のおよそ XNUMX 倍深くまで輸送していることがわかりました。 ハリケーン自体によって発生するこれらの波は、熱を十分な深さまで運び、簡単に大気中に放出することはできません。
深海の熱が与える影響
この熱が大規模な海流によって受け取られると、海の遠く離れた場所に運ばれる可能性があります。
私たちが調査したフィリピン海で台風によって注入された熱は、赤道太平洋を西から東に水を運ぶ潮流パターンに従って、エクアドルまたはカリフォルニアの海岸に流れ込んだ可能性があります。
この時点で、次のような組み合わせによって熱が表面に戻って混合される可能性があります。 浅瀬, 湧昇 & 乱流混合。 熱が再び地表に近づくと、地域の気候が温暖化し、生態系に影響を与える可能性があります。
たとえば、サンゴ礁は長期間にわたる熱ストレスに特に敏感です。 エルニーニョ現象が典型的な原因である エクアドルのサンゴの白化しかし、私たちが観察したハリケーンによる過剰な熱は、嵐が発生した場所から遠く離れたサンゴ礁にストレスを与え、サンゴの白化に寄与している可能性があります。
サンゴ礁は魚やその他の海洋生物にとって不可欠な生息地ですが、海水温の上昇によって脅かされています。 ジェームズ・ワット（NOAA経由）
ハリケーンによる過剰な熱が、海面に戻らずに数十年以上にわたって海の中に留まる可能性もあります。 これは実際に気候変動を緩和する効果があるでしょう。
ハリケーンは熱を海面からより深部に再分配するため、熱を海に閉じ込めることで地球の大気の温暖化を遅らせることができます。
科学者たちは長い間、ハリケーンは海洋熱によって引き起こされ、地球の気候によって形成される極端な現象だと考えてきました。 私たちの発見米国科学アカデミー紀要に掲載されたこの論文は、相互作用が双方向に進行すること、つまりハリケーン自体が海を加熱し、地球の気候を形成する能力があることを示すことで、この問題に新たな側面を加えています。
著者について
ノエル・グティエレス・ブリズエラ、博士号物理海洋学の候補者、 カリフォルニア大学サンディエゴ校 & サリー・ワーナー、気候科学准教授、 ブランダイス大学
この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.
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