Tropiska cykloner
många av hypoteserna om orsakerna till övergången till ett jämnt klimat fokuserar på havets förmåga att transportera värme till de höga breddgraderna. Om havet kunde transportera mer värme från tropikerna till polerna, skulle temperaturen i de höga breddgraderna öka, medan de låga breddgraderna skulle förbli vid ungefär samma temperatur. Enligt Kerry Emanuel (2002), mängden vertikal blandning som uppstår ihavet kontrollerar storleken på havsvärmetransporten. Därför, om blandningen ökade, skulle havet transportera mer värme till norra breddgraderna. Som ett resultat föreslår Emanuel att mer frekventa tropiska cykloner kunde ha förstorat blandningen till en tillräckligt hög nivå för att ha orsakat det jämlika klimatet.
tropiska cykloner orsakar vertikal blandning i havet. (Bild med tillstånd av National Park Service)
forskare har observerat att orkaner orsakar turbulens i havet och som ett resultat initierar blandning av olika vattenlager (Emanuel, 2002). Därför, om en mekanism orsakade fler orkaner att bilda, skulle havet blandas oftare.Under Paleocene-Eocene Thermal Maximum var växthusgaskoncentrationerna högre än dagens nivåer (Sluijs, 2006). Dessa gaser kunde ha tvingat temperaturer att stiga, mer avdunstning att inträffa och mängden vattenånga i luften att öka. Både den högre temperaturen och ökningen av fukt i atmosfären skulle främja att fler tropiska cykloner bildas. Denna utveckling skulle få havet att blanda mer och skulle öka havets värmetransport i termohalincirkulationen (THC), den storskaliga cirkulationen som drivs av havsdensitetsgradienter.
varför skulle THC ta med varmt vatten till polerna? Densitetsskillnaderkör cirkulationen. Ju kallare och det saltare vattnet är desto tätare är det. Eftersom en tätvätska kommer att sätta sig i jämvikt under en annan vätska som är mindre tät, kommer kallt och saltvatten att sjunka till botten av havet, medan varmt sötvatten vill stiga till ytan. Tänk på olja och vatten. Om de blandas i en behållare kommer oljan så småningom att flyta till toppen, medan vattnet sjunker till botten eftersom det är tätare än oljan. Denna process förklarar grunderna för THC. Kallt, saltvatten sjunker till bottenav havet i norra Atlanten. Eftersom detta vatten lämnar ett utrymme på ytan måste vatten från söder röra sig upp längs havets yta för att ta plats.På samma sätt måste detta vatten från söder bytas ut, så vatten från djupet av havet kommer till ytan i troperna och värms upp när det når ytan. EftersomDet är då varmt, detta vatten kan flyta ovanpå de kallare skikten under det tills det når Nordatlanten, blir kallt igen och sjunker för att starta om cykeln.
Termohalincirkulationen drivs av densitetsskillnader. (Bild med tillstånd av National Environmental Satellite, Data, and Information Service)
vertikal blandning i tropikerna av tropiska cykloner kan påverka THC ochökar havet värme transport eftersom det omfördelar vatten på ett sätt som resulterar i kallt, saltvatten är på toppen av varmt, färskvatten. I denna situation vill vattnet omplacerasjälv för att sprida värmen från det varma vattnet på djupet och för att tillåta detta mindre täta vatten attåtergå till att vara ovanpå det tätare, kalla vattnet. Dessutom, på grund av blandningen, följs tropiska cykloner ofta av kalla vaknar på havsytan, vilket betyder fläckar av kallt vatten från djuphavet stiger till ytan. För att återgå till normala förhållanden måste en nettotillströmning av värme uppstå på havsytan, och tillströmningen måste balanseras genom lateral export av oceanenpå lång sikt (Emanuel, 2002). Följande ekvation förklarar denna korrelation mellan vertikal blandning och lateral värmeflöde:
F ~ P2/3B2/3
där F är det laterala värmeflödet vid havet, P är kraften som används i vertikal blandning,och B är den totala flytgradienten vid havsytan. När blandning uppstår ökar flytgradienten. Därför ökar det laterala värmeflödet också. Detta faktum innebär att blandning främjar värmeflödet från tropikerna till polerna längs havsytan för att på lämpligt sätt omfördela vattnet enligt dess densitet. Därför, om frekvensen av tropiska cykloner ökade, skulle blandning också öka, och mycket mer värme skulle nå de höga breddgraderna. Detta scenario kan leda till bildandet av ett jämnt klimat.
orkanen Bonnie lämnade en kallvattenväckning 1998. (Bild med tillstånd avnasa)
denna teori verkar då vara en trolig förklaring till Lika klimat. Det förklarar hur de höga breddgraderna blev varmare medan de låga breddgraderna inte förändrades drastiskt. Den säger att tropiska cykloner orsakade mer vertikal blandning, vilket ökade det laterala värmeflödet mot poler. Detta större värmeflöde värmde polerna utan att påverka temperaturen i tropikerna. Så länge som det ursprungliga antagandet att fler tropiska cykloner skulle öka vertikal blandning håller, verkar Emanuels teori ge en rimligförklaring för eocens lika klimat.
ytterligare undersökningar av denna teori avslöjar emellertid att Emmanuels teori inte exakt beskriver hur tropiska cykloner påverkar klimatet. Medan cykloner ökar, når värmen inte polerna, och det verkar därför osannolikt att tropiska cykloner orsakade polerna att värma väsentligt (Sriver och Huber, 2007). Dessutom avslöjar arbetet av Jansen och Ferrari att tropiska cykloner faktiskt får lite värme att strömma mot ekvatorn och minska mängden som strömmar mot polerna (2009). För att lära dig mer om dessa andra studier, klicka här.
