Życie cyklonów tropikalnych (TC – Tropical Cyclone) w dużej mierze zależy od stopnia intensywności, dzięki nagrzewaniu się wód powierzchniowych oceanu oraz atmosfery w oku cyklonu, a także od intensywności wiatrów powierzchniowych zależnych od stopnia nasilenia się barycznego układu niżowego.
W pierwszym przypadku termodynamiczny stan otoczenia jest paliwem napędowym do tworzenia się tzw. potencjalnej intensywności. Natomiast, w drugim przypadku pionowy uskok wiatru w otoczeniu może hamować rozwój tejże potencjalnej intensywności.
W sumie potencjalna intensywność wzrasta wraz z dalszym wzrostem temperatury globalnej i regionalnych, zarówno w oceanach, jak i w atmosferze.
James P. Kossin i Kenneth R. Knapp z Krajowego Centrum Informacji o Środowisku w Madison, w Narodowej Administracji Oceanicznej i Atmosferycznej (NOAA), Timothy L. Olander i Christopher S. Velden z Kooperacyjnego Instytutu Meteorologicznych Badań Satelitarnych na Uniwersytecie Wisconsin-Madison, przewidzieli, że dalsze ocieplanie się klimatu spotęguje jeszcze większe zwiększanie się intensywności tropikalnych cyklonów, takich jak huragany, tajfuny i po prostu cyklony 1.
Naukowcy mając na względzie pomiary intensywności cyklonów tropikalnych (TC – tropical cyclone), wcześniejszy ujednolicony 28-letni zapis danych satelitarnych, za okres 1982–2009, zastąpili dłuższym 39-letnim zapisem, za okres 1979-2017.
Powodem powyższej korekty było to, że starszy zapis satelitarny, pomimo, że wykazywał rosnące globalne trendy intensywności TC, to jednak nie były one statystycznie istotne (nieprzypadkowe) przy 95% poziomie ufności (Cl – confidence level). Natomiast, gdy naukowcy zastosowali nowy ujednolicony globalny zapis intensywności TC, trendy wzrostowe intensywności TC zaczęły być już statystycznie istotne przy 95% poziomu ufności (Cl).
W sumie dla badanego 39-letniego okresu zapisu satelitarnego, prawdopodobieństwo przekroczenia wzrostów intensywności TC wyniosło około 5% na dekadę, przy 95% poziomu ufności (CI), czyli w przedziale statystycznym od około 0,4 do 11% na dekadę.
Zaawansowana technika Dvoraka, oszacowująca obserwacje intensywności huraganów na podstawie zapisu satelitarnego ADT-HURSAT (ADT – Advanced Dvorak Technique / HURSAT – Hurricane Satellite), obejmowała 28-letni okres 1982-2009. Jak już wcześniej zostało wspomniane, zespół Jamesa Kossina rozszerzył zakres tych badań w wydłużonym 39-letnim okresie 1979-2017.
—
Rys. CIMSS Tropical Cyclones Advanced Dvorak Technique (ADT) – Wersja 9.1. Burze z czerwonym tłem są oznaczane jako przechodzące równik tropikalny. Burze z cyjanowym tłem są oznaczane jako subtropikalne. Rejony: Północny Atlantyk, Wschodni / Środkowy Pacyfik, Zachodni Pacyfik, Region Australii / Fidżi, Ocean Indyjski (Źródło: Cooperative Institute for Meteorological Satellites Studies / University Wisconsin-Madison)
—
Technika Dvoraka posłużyła jako podstawowe narzędzie operacyjne do szacowania intensywności cyklonów tropikalnych w ciągu ponad 40 lat we wszystkich regionach świata narażonych na wystąpienie tych ekstremalnych zjawisk pogodowych.
W rozważanym badanym okresie 1979-2017 istnieje około 225 000 szacunków w zapisie satelitarnym ADT-HURSAT, obrazujących wzrost intensywności w około 4000 pojedynczych cyklonach tropikalnych na całym świecie.
—
Rys.1. Porównanie komplementarnych skumulowanych funkcji dystrybucji globalnych szacunków intensywności huraganu, według zapisów ADT-HURSAT w prędkości wiatru w węzłach (kt), między wczesną i drugą połową 39-letniego okresu 1979-2017 (James Kossin i inni, 2020).
—
Powyższy wykres przedstawia szanse wystąpienia cyklonów tropikalnych przekraczających 100 węzłów (kt) podczas „wczesnej” (niebieskiej) i „późnej” (czerwonej) części 39-letniego okresu badań. (Wczesny okres to lata 1979-1997, natomiast późny to lata 1998-2017.).
James Kossin w serwisie Carbon Brief wyjaśnił 2:
Nasza analiza wskazuje, że globalny trend wzrostu intensywności cyklonów tropikalnych osiągnął teraz punkt, w którym jest bardzo mało prawdopodobne, aby był losowy, nawet po rozwiązaniu znanych problemów z danymi historycznymi.
Autorzy powyższej pracy zbadali również, jak zmieniał się udział głównych cyklonów tropikalnych w różnych regionach, w tym na Północnym Atlantyku, wschodnim i zachodnim Północnym Pacyfiku, południowym Pacyfiku oraz północnym i południowym Oceanie Indyjskim.
Naukowcy obliczyli, że w regionie północnoatlantyckim prawdopodobieństwo wystąpienia poważnego huraganu wzrosło o 49% na dekadę, licząc od okresu opublikowania tejże pracy.
Innymi słowy, we wczesnym okresie 1979-1997 na Północnym Atlantyku znajdowało się 777 cyklonów tropikalnych. Spośród nich 136 zostało zakwalifikowanych jako główne (porównując niebieską linię na wykresie dla wszystkich cyklonów tropikalnych).
W późniejszym okresie 1998-2017 na Północnym Atlantyku występowały 1572 cyklony tropikalne. Spośród nich 529 zostało zakwalifikowanych jako główne. Odpowiadało to wzrostowi liczby głównych cyklonów o 49% na dekadę (porównując czerwoną linię na wykresie dla wszystkich cyklonów tropikalnych).
W badaniu wykorzystano dane IBTrACS (intensywność wiatru i pozycja geograficzna) w celu dostarczania ich co 6 godzin w głównych godzinach synoptycznych (0, 6, 12 i 18 UTC) podczas życia każdego cyklonu tropikalnego. Dane ADT-HURSAT były dostarczane co 3 godziny.
Ponadto autorzy powyżej opisywanego artykułu na rys. 3 pokazali szeregi czasowe wskaźników wielodekadowej zmienności Atlantyku, Pacyfiku i Oceanu Indyjskiego skorelowane z rocznymi średnimi indeksami AMO, IPO i IOD. Indeksy te są dostępne na stronie internetowej wymienionej pod koniec artykułu w części Dostępność danych.
—
Referencje:
- Kossin J. P. et al., 2020 ; Global increase in major tropical cyclone exceedance probability over the past four decades ; Proceedings of the National Academy of Sciences ; https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.1920849117
- Dunne D., 2020 ; Major tropical cyclones have become ‘15% more likely’ over past 40 years ; Carbon Brief ; https://www.carbonbrief.org/major-tropical-cyclones-have-become-15-more-likely-over-past-40-years