Dostarczone przez Japońską Agencję Kosmiczną (JAXA), System JAXA P-Tree
Studium przypadku analizuje wyjątkowe zjawisko na Oceanie Indyjskim.
Cyklony tropikalne (TC) nie tylko mieszają atmosferę, unosząc masy powietrza, ale także wzburzają wody oceaniczne wzdłuż swojej ścieżki. Jak wynika z badania przeprowadzonego przez prof. dr Olivera Wurla i dr Jensa Meyerjürgensa z Uniwersytetu w Oldenburgu, opublikowanego w czasopiśmie „Kiedy dwa cyklony zderzają się i łączą, interakcje między atmosferą a oceanem mogą stać się znacznie intensywniejsze”. Tellus A: Dynamiczna meteorologia i oceanografia.
Naukowcy zbadali spotkanie w 2021 roku dwóch stosunkowo słabych cyklonów tropikalnych na Oceanie Indyjskim, TC Seroja i TC Odette. Ich analiza ujawniła skutki zwykle związane ze znacznie silniejszymi cyklonami. Badanie podkreśla, że w miarę jak globalne ocieplenie w dalszym ciągu zwiększa częstotliwość i intensywność cyklonów tropikalnych, tego typu interakcje – charakteryzujące się ekstremalną wymianą między powietrzem a morzem – mogą w przyszłości występować częściej.
Dwa cyklony tropikalne Seroja i Odette spotkały się na północny zachód od Australii w kwietniu 2021 r. Aby zbadać wpływ tego niezwykłego spotkania na ocean, Wurl i Meyerjürgens połączyli dane satelitarne i pomiary uzyskane z pływaków ARGO i autonomicznych dryfterów z modelowaniem numerycznym. Źródła te dostarczyły naukowcom informacji na temat czynników takich jak zasolenie i temperatura wody pomiędzy powierzchnią morza a głębokością do 2000 metrów, a także danych na temat prędkości przepływu w górę i w dół (pionowej). Oprócz tych danych przeanalizowali prędkości przepływu w górę i w dół (pionowe), korzystając z danych z modeli numerycznych.
Nieobserwowane wcześniej interakcje z oceanem pod spodem
Spotkanie obu cyklonów trwało około tygodnia. 6 kwietnia zbliżyli się do siebie na odległość około 1600 kilometrów. „Seroja przede wszystkim zatrzymała mniejszy cyklon Odette, a trzy dni później połączyła się z nim” – relacjonuje Wurl, który kieruje grupą badawczą Processes and Sensing of Marine Interfaces w Instytucie Chemii i Biologii Środowiska Morskiego Uniwersytetu w Oldenburgu w Wilhelmshaven. Po połączeniu dwóch cyklonów 9 kwietnia TC Seroja nagle zmienił kurs o 90 stopni. „Ten łańcuch wydarzeń nie tylko wpłynął na wzorce pogodowe, ale także wywołał niezaobserwowaną wcześniej interakcję z oceanem pod spodem” – wyjaśnia Wurl.
Analiza wykazała, że temperatura powierzchni morza spadła o trzy stopnie Celsjusz jako skutek połączenia się cyklonów i głębokich mas zimnej wody wyrzuconych w górę w kierunku powierzchni z głębokości 200 metrów w procesie znanym jako „upwelling”. Naukowcy zaobserwowali, że efekt chłodzenia był „wyjątkowo wysoki” w stosunku do intensywności cyklonów. Najwyższą prędkość wiatru, wynoszącą około 130 kilometrów na godzinę, osiągnięto 11 kwietnia, po połączeniu cyklonów, i odpowiadała ona pierwszej kategorii w skali huraganu. Z drugiej strony zaobserwowane ochłodzenie i głębokość upwellingu miały skalę obserwowaną w przypadku huraganów kategorii 4 lub 5.
Wurl i Meyerjürgens byli szczególnie zaskoczeni siłą upwellingu: zdarzały się okresy, gdy masy głębinowe unosiły się na powierzchnię morza z prędkością do 30 metrów dziennie. Dla porównania, typowa prędkość oceanu w górę wynosi tylko od jednego do pięciu metrów dziennie. W tym konkretnym przypadku na krótko przed połączeniem się cyklonów zaobserwowano prędkość oceanu w dół. „Dzięki technologii satelitarnej i autonomicznym pływakom głębinowym ARGO byliśmy w stanie zademonstrować, w jaki sposób rotacja cyklonów transportuje zimną wodę z głębin oceanu na powierzchnię” – mówi naukowiec zajmujący się morzem Meyerjürgens.
Wpływ na klimat na całym świecie
Chociaż spotkania cyklonów tropikalnych w ciągu ich jednego do dwóch tygodni życia były jak dotąd rzadkością, według modeli klimatycznych liczba i intensywność cyklonów tropikalnych prawdopodobnie wzrośnie w wyniku globalnego ocieplenia, a co za tym idzie, również prawdopodobieństwo pełnego zderzenie cyklonów o sile huraganu. Może to skutkować „najbardziej ekstremalnymi interakcjami między oceanem a atmosferą” – piszą autorzy artykułu. Fakt, że połączenie dwóch cyklonów może prowadzić do nagłej zmiany kursu, również utrudnia przewidzenie ich późniejszego zachowania.
Wurl wskazuje także na inną ważną konsekwencję: „W wyniku interakcji cyklonu z oceanem i wypływu zimnej, głębokiej wody ocean pochłania dodatkowe ciepło z powietrza, a następnie transportuje je na wyższe szerokości geograficzne – jest to kluczowy proces, który wpływa na klimat na całym świecie.” Ponadto cyklony przekształcają również energię cieplną w energię mechaniczną, którą następnie w miarę postępu transportują na wyższe szerokości geograficzne. Obydwaj naukowcy wezmą w przyszłym roku udział w wyprawie statkiem badawczym METEOR na Morze Śródziemne i subtropikalny Atlantyk, podczas której planują dokładniej zbadać te interakcje i związek z ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi.
Odniesienie: „Intensywne chłodzenie górnego oceanu w związku z łączeniem cyklonów tropikalnych: studium przypadku na południowo-wschodnim Oceanie Indyjskim” autorstwa Olivera Wurla i Jensa Meyerjürgensa, 6 grudnia 2024 r., Tellus A: Dynamiczna meteorologia i oceanografia.
DOI: 10.16993/tellusa.4083
