Cyklony tropikalne

wiele hipotez na temat przyczyn przejścia do równego klimatu koncentruje się na zdolności oceanu do transportu ciepła do wysokich szerokości geograficznych. Gdyby ocean był w stanie przetransportować więcej ciepła z tropików na bieguny, wtedy temperatura na wysokich szerokościach geograficznych wzrosłaby, podczas gdy na niskich szerokościach geograficznych pozostałaby mniej więcej na tej samej temperaturze. Według Kerry ‘ ego Emanuela (2002) Ilość mieszania pionowego występującego w oceanie kontroluje wielkość transportu ciepła oceanicznego. Dlatego też, jeśli mieszanie wzrosłoby, ocean przetransportowałby więcej ciepła na północne szerokości geograficzne. W rezultacie Emanuel sugeruje, że częstsze cyklony tropikalne mogły zwiększyć mieszanie do wystarczająco wysokiego poziomu, aby spowodować wyrównanie klimatu.

cyklony tropikalne powodują pionowe mieszanie się w oceanie. (Zdjęcie dzięki uprzejmości National Park Service)

naukowcy zaobserwowali, że huragany powodują turbulencje w oceanie i w rezultacie powodują mieszanie się różnych warstw wody (Emanuel, 2002). Dlatego gdyby jakiĹ “mechanizm spowodowaĺ’ powstanie wiÄ ™ cej huraganăłw, ocean byĹ ‘by wymieszany czÄ ™ Ĺ” ciej.Podczas maksimum termicznego paleocenu i eocenu stężenia gazów cieplarnianych były wyższe niż w dzisiejszych czasach (Sluijs, 2006). Gazy te mogły wymuszać wzrost temperatury, więcej parowania i wzrost ilości pary wodnej w powietrzu. Zarówno wyższa temperatura, jak i wzrost wilgotności w atmosferze przyczyniłyby się do powstania większej ilości cyklonów tropikalnych. Ten rozwój spowodowałby, że ocean wymieszałby się bardziej i zwiększyłby transport ciepła oceanicznego w cyrkulacji termohalinowej (THC), cyrkulacji na dużą skalę napędzanej gradientami gęstości Oceanu.

dlaczego THC doprowadza ciepłą wodę do biegunów? Różnice gęstości napędzają cyrkulację. Im zimniejsza i bardziej słona woda, tym gęstsza. Ponieważ densefluid osiądzie w równowadze pod innym płynem, który jest mniej gęsty, zimna i słona woda będzie chciała zatopić się na dnie oceanu, podczas gdy ciepła, słodka woda będzie chciała wznieść się na powierzchnię. Pomyśl o oleju i wodzie. Jeśli zostaną one zmieszane ze sobą w pojemniku, olej ostatecznie unosi się na górze, podczas gdy woda opadnie na dno, ponieważ jest gęstsza niż olej. Ten proces wyjaśnia podstawy THC. Zimna, słona woda spływa do dna oceanu w północnym Oceanie Atlantyckim. Ponieważ woda ta opuszcza przestrzeń na powierzchni, woda z południa musi poruszać się wzdłuż powierzchni oceanu, aby miała miejsce.Podobnie, ta woda z południa musi zostać zastąpiona, więc woda z głębin oceanu wychodzi na powierzchnię w tropikach i rozgrzewa się, gdy dociera do powierzchni. Ponieważ jest wtedy ciepła, woda ta może unosić się na zimniejszych warstwach pod nią, aż dotrze do północnego Atlantyku, ponownie zmarznie i zatonie, aby ponownie uruchomić cykl.

cyrkulacja Termohalinowa jest napędzana przez różnice gęstości. (Zdjęcie dzięki uprzejmości National Environmental Satellite, Data, and Information Service)

pionowe mieszanie w tropikach przez cyklony tropikalne może wpływać na THC i zwiększa transport ciepła w oceanie, ponieważ redystrybuuje wodę w sposób, który powoduje, że zimna, słona woda jest na górze ciepłej, słodkiej wody. W tej sytuacji woda chce się przeorganizować, aby rozproszyć ciepło z ciepłej wody na głębokości i pozwolić, aby ta mniej gęsta woda stała się na szczycie gęstszej, zimnej wody. Dodatkowo, ze względu na mieszanie się cyklonów tropikalnych, często towarzyszą im zimne przebudzenia na powierzchni morza, co oznacza, że plamy zimnej wody z głębokiego oceanu wznoszą się na powierzchnię. Aby powrócić do normalnych warunków, na powierzchni morza musi wystąpić netto napływ ciepła, a ten napływ musi być zrównoważony przez boczny eksport oceaniczny na dłuższą metę (Emanuel, 2002). Poniższe równanie wyjaśnia tę korelację między mieszaniem pionowym a bocznym strumieniem ciepła:

F ~ P2/3B2/3

gdzie F jest bocznym strumieniem ciepła przez ocean, P jest mocą wydatkowaną w mieszaniu pionowym,A B jest całkowitym gradientem pływalności na powierzchni morza. Podczas mieszania wzrasta gradient wyporu. W związku z tym wzrasta również boczny strumień ciepła. Fakt ten oznacza, że mieszanie sprzyja przepływowi ciepła z tropików do biegunów wzdłuż powierzchni morza, aby odpowiednio redystrybuować wodę zgodnie z jej gęstością. Stąd, jeśli częstotliwość cyklonów tropikalnych wzrosła, mieszanie również wzrosłoby, a znacznie więcej ciepła osiągnęłoby wysokie szerokości geograficzne. Scenariusz ten może doprowadzić do powstania klimatu o takim samym charakterze.

(Zdjęcie dzięki uprzejmości ofNASA)

ta teoria wydaje się być wiarygodnym wyjaśnieniem równych klimatów. Wyjaśnia, w jaki sposób wysokie szerokości geograficzne stały się cieplejsze, podczas gdy niskie nie zmieniły się drastycznie. Stwierdza, że cyklony tropikalne powodowały bardziej pionowe mieszanie, co zwiększało boczny strumień ciepła w kierunku biegunów. Ten większy strumień ciepła rozgrzał bieguny, nie wpływając na temperaturę w tropikach. Tak długo, jak utrzymuje się początkowe założenie, że więcej cyklonów tropikalnych zwiększyłoby mieszanie pionowe, teoria Emanuela wydaje się dostarczać racjonalnej analizy dla wyrównanego klimatu eocenu.

dalsze badania nad tą teorią ujawniają jednak, że teoria Emmanuela nie opisuje dokładnie sposobu, w jaki cyklony tropikalne wpływają na klimat. Podczas gdy cyklony zwiększają się OHT, ciepło nie dociera do biegunów, a zatem wydaje się mało prawdopodobne, aby cyklony tropikalne spowodowały znaczne ocieplenie biegunów (Sriver and Huber, 2007). Ponadto prace Jansena i Ferrari ujawniają, że cyklony tropikalne faktycznie powodują przepływ ciepła w kierunku równika i zmniejszają ilość płynącą w kierunku biegunów (2009). Aby dowiedzieć się więcej o tych innych badaniach, kliknij tutaj.