Tropische cyclonen
veel van de hypothesen over de redenen voor de overgang naar een gelijk klimaat richten zich op het vermogen van de oceaan om warmte te transporteren naar de grote breedtegraden. Als de oceaan in staat zou zijn om meer warmte van de tropen naar de polen te transporteren, dan zou de temperatuur in de hoge breedtegraden toenemen, terwijl de lage breedtegraden op ongeveer dezelfde temperatuur zouden blijven. Volgens Kerry Emanuel (2002) bepaalt de hoeveelheid verticale menging die optreedt in theocean de grootte van oceaanwarmtetransport. Daarom, als de vermenging zou toenemen, zou de oceaan meer warmte transporteren naar de noordelijke breedtegraden. Als gevolg hiervan suggereert Emanuel dat frequentere tropische cyclonen het mengen tot een hoog genoeg niveau kunnen hebben vergroot om het gelijkmatige klimaat te hebben veroorzaakt.
tropische cyclonen veroorzaken verticale menging in de oceaan. (Figuur met dank aan de National Park Service)
wetenschappers hebben vastgesteld dat orkanen turbulentie in de oceaan veroorzaken en als gevolg daarvan tot vermenging van verschillende waterlagen leiden (Emanuel, 2002). Daarom, als een mechanisme veroorzaakt meer orkanen te vormen, zou de oceaan vaker gemengd worden.Tijdens het Paleoceen-Eoceen thermal Maximum waren de broeikasgasconcentraties hoger dan de huidige niveaus (Sluijs, 2006). Deze gassen kunnen de temperatuur doen stijgen, meer verdamping veroorzaken en de hoeveelheid waterdamp in de lucht doen toenemen. Zowel de hogere temperatuur als de toename van het vocht in de atmosfeer zouden meer tropische cyclonen bevorderen om te vormen. Deze ontwikkeling zou ervoor zorgen dat de oceaan zich meer vermengt en zou het oceaanwarmtetransport in de thermohaliene circulatie (THC) verhogen, de grootschalige circulatie gedreven door oceaandichtheidsgradiënten.
waarom zou de THC warm water naar de Polen brengen? Dichtheidsverschilendrijf de circulatie. Hoe kouder en zouter het water is, hoe dichter het is. Omdat een dichtsluide zich in evenwicht zal vestigen onder een andere vloeistof die minder dicht is, zal koud en zout water naar de bodem van de oceaan willen zinken, terwijl warm, zoet water naar de oppervlakte wil stijgen. Denk aan olie en water. Als ze in een container worden gemengd, zal de olie uiteindelijk naar de top drijven, terwijl het water naar de bodem zinkt omdat het dichter is dan de olie. Dit proces verklaart de basis aan de THC. Koud, zout water zinkt naar de bodem van de oceaan in de noordelijke Atlantische Oceaan. Omdat dit water een ruimte aan het oppervlak verlaat, moet water uit het zuiden langs het oppervlak van de oceaan omhoog bewegen om plaats te nemen.Ook dit water uit het zuiden moet worden vervangen, dus water uit de diepten van de oceaan komt naar het oppervlak in de tropen en warmt op als het het oppervlak bereikt. Omdat het dan warm is, kan dit water op de koudere lagen eronder drijven tot het de Noord-Atlantische Oceaan bereikt, weer koud wordt en zinkt om de cyclus opnieuw op te starten.
de Thermohaliene circulatie wordt gedreven door dichtheidsverschillen. (Figuur met dank aan de National Environmental Satellite, Data, and Information Service)
verticale menging in de tropen door tropische cyclonen kan de THC beïnvloeden en verhoogt het oceaanwarmtetransport omdat het water herverdeelt op een manier die resulteert in koud, zout water bovenop warm, zoet water. In deze situatie wil het water zichzelf herschikken om de warmte uit het warme water op diepte te verspreiden en dit minder dichte water te laten terugkeren naar het dichtere, koude water. Bovendien worden tropische cyclonen door de vermenging vaak gevolgd door koude wakes op het zeeoppervlak, wat betekent dat stukjes koud water uit de diepe oceaan naar het oppervlak stijgen. Om terug te keren naar normale omstandigheden moet er een netto-toestroom van warmte plaatsvinden op het zeeoppervlak, en die toestroom moet worden gecompenseerd door de zijdelingse export door de oceaanop de lange termijn (Emanuel, 2002). De volgende vergelijking verklaart deze correlatie tussen verticale menging en laterale warmteflux:
F ~ P2/3B2 / 3
waarbij F de laterale warmteflux door de oceaan is, P het vermogen is dat wordt verbruikt bij verticale menging en B de totale opwaartse gradiënt aan het zeeoppervlak. Bij het mengen neemt het drijfvermogen gradiënt toe. Daardoor neemt ook de laterale warmteflux toe. Dit betekent dat mengen de warmtestroom van de tropen naar de Polen langs het zeeoppervlak bevordert om het water op de juiste manier te herverdelen volgens de dichtheid. Dus, als de frequentie van tropische cyclonen zou toenemen, zou menging ook toenemen, en veel meer hitte zou de hoge breedtegraden bereiken. Dit scenario zou kunnen leiden tot de vorming van een gelijk klimaat.
orkaan Bonnie verliet een koude wake in 1998. (Figuur met dank aan NASA)
deze theorie lijkt dan een plausibele verklaring te zijn voor Gelijke klimaten. Het verklaart hoe de hoge breedtegraden warmer werden terwijl de lage breedtegraden niet drastisch veranderden. Het stelt dat tropische cyclonen meer verticale menging veroorzaakten, wat de laterale warmteflux naar Polen verhoogde. Deze grotere warmtestroom verwarmde de polen zonder de temperatuur in de tropen te beïnvloeden. Zolang de aanvankelijke aanname dat meer tropische cyclonen verticale menging zouden doen toenemen geldt, lijkt Emanuel ‘ s theorie een redelijke verklaring te bieden voor het evenwaardige klimaat van het Eoceen.Uit nader onderzoek naar deze theorie blijkt echter dat Emmanuel ‘ s theorie niet nauwkeurig beschrijft hoe tropische cyclonen het klimaat beïnvloeden. Terwijl cyclonen OHT verhogen, bereikt de hitte de polen niet, en het lijkt dus onwaarschijnlijk dat tropische cyclonen de Polen aanzienlijk opwarmden (sriver and Huber, 2007). Daarnaast blijkt uit werk van Jansen en Ferrari dat tropische cyclonen in feite enige warmte naar de evenaar laten stromen en de hoeveelheid die naar de Polen stroomt verminderen (2009). Voor meer informatie over deze andere studies, Klik hier.
