streda, 20. novembra 2013

Super-tajfún Haiyan z pohľadu dlhodobých zmien atmosférickej cirkulácie

Abnormálne teplé vody západného Pacifiku ako hlavná príčina rýchlej intenzifikácie super-tajfúnu

Super-tajfún Haiyan sa stal najsilnejšou tropickou cyklónou (TC), aká kedy zasiahla pevninu (Obr. 1). Tri hodiny pred tým ako dorazil k najvýchodnejšiemu cípu filipínskeho pobrežia neďaleko mesta Guiuan, Centrum pre varovania pred tajfúnmi (JWTC) odhadla rýchlosť vetra severne od oka tajfúnu na takmer 315 km/h. Dodnes nebol tento údaj zásadne korigovaný ani spochybnený. Mimoriadnosť tejto tropickej cyklóny potvrdzuje aj fakt, že išlo o jednu zo štyroch najsilnejších tropických búrok, aké sme kedy na Zemi zaznamenali v období meteorologických pozorovaní.


Obr. 1: Poradie trinástich najsilnejších TC podľa maximálnej rýchlosti vetra zaznamenanej v čase dosiahnutia pevniny - na x-ovej osi sú hodnoty rýchlosti vetra v míľach za hodinu - MPH (Zdroj)

Haiyan však nezaujal odborníkov len z pohľadu extrémnych hodnôt rýchlosti vetra či tlaku vzduchu, ale aj tým ako rýchlo dosiahol svoju intenzitu. Z priemerne silnej tropickej búrky to totiž Haiyan „dotiahol“ na super-tajfún (TC 4. kategórie) v priebehu necelých 24 hodín. Dnes už pravdepodobne aj tušíme, čo bolo hlavnou príčinou tohto rýchleho vývoja. Ako uvádza aj meteorológ Jeff Masters vo svojom novom blogu , za nezvyčajne rýchlou intenzifikáciou tajfúnu možno vidieť najmä vysoko nadnormálne teploty morskej vody (> 3°C v porovnaní s normálom) v podpovrchových vrstvách Tichého oceánu východne až juhovýchodne od Filipín (Obr. 2). Ako sa možno dočítať o termodynamických vlastnostiach TC a podmienkach ich vzniku už aj v niektorých z predošlých blogov (prípadne aj TU), nevyhnutnou podmienkou vzniku a stability TC je prítomnosť veľmi teplej oceánskej vody (minimálne 26,5 °C). A keďže TC majú pri prechode nad povrchom oceánu tendenciu premiešavať vrstvy vody do pomerne veľkej hĺbky (50-100 m), logicky z tohto faktu vyplýva, že čím hlbšie siaha izoterma 26,5 °C, tým lepšie podmienky búrkový systém má pre svoj nasledovný vývoj a intenzifikáciu. V opačnom prípade by sa po pomernej krátkej dobe dostala na povrch chladnejšia hlbinná voda, ktorá by v konečnom dôsledku TC oslabila, a to predovšetkým kvôli slabšiemu výparu vody z povrchu oceánu. Čim je teda voda teplejšia a siaha do väčšej hĺbky, tým TC má potenciál dosiahnuť vyššiu intenzitu. A práve takéto podmienky boli pozorované v oblastiach, ktorými Haiyan prechádzal pred osudným „úderom“ na ostrove Samar.


Obr. 2: Priemerná mesačná teplota vody [°C] v hĺbke 100 m v priestore severozápadného Pacifiku v októbri 2013 - východne od Filipín teplota dosahovala hodnoty 28-29 °C, čo je o 4-5 °C viac ako dlhodobý priemer (hodnoty sú odhadnuté modelom); merania hĺbkových bójí ARGO systému zistili začiatkom novembra 2013 odchýlky maximálne +3 °C (Zdroj)


Obr. 3: Povrchová teplota oceánu v °C s vyznačením trajektórie tajfúnu Haiyan podľa JWTC (Zdroj)

Zatiaľ čo povrchové vody oceánu východne od Filipín dosahovali v priebehu prvého novembrového týždňa teploty až takmer 31 °C (približne 1 °C nad normálom; Obr. 3), v hĺbkach okolo 100 metrov boli teploty v porovnaní s dlhodobým priemerom dokonca ešte vyššie, a to až o 3 °C (Obr. 2). Tento stav mal bezprostredný vplyv na vysoké hodnoty tzv. TCHP indexu (Tropical Cyclone Heat Potential), ktoré umožnili tajfúnu rozvinúť sa svojej ničivej sily. Ako sa ďalej uvádza na stránke Jeffa Mastersa, uvedené teplotné podmienky ani zďaleka nie sú výsledkom „akejsi“ krátkodobej fluktuácie či aktuálnej synoptickej situácie, ale naopak, sú prejavom dlhodobých trendov pozorovaných v celom priestore západného a severozápadného Pacifiku v období posledných minimálne dvoch desaťročí. Ide pritom o zmeny súvisiace nielen s rastom teploty povrchových vrstiev oceánu v dôsledku globálneho otepľovania, ale aj zmenou atmosférickej a oceánskej cirkulácie.


Obr. 4: Dlhodobý trend vo výške povrchu oceánu podľa altimetrických satelitných meraní v období rokov 1993-2010 (Zdroj)


Obr. 5: Porovnanie IR družicových záberov super-tajfúnu Haiyan (vľavo) a hurikánu Katrina z roku 2005 - obe TC v priestore Mexického zálivu (Zdroj)

Dlhodobé zmeny cirkulácie atmosféry a oceánu v tropickej časti Pacifiku po oboch stranách rovníka sa prejavujú hlavne v zosilnení severovýchodných (severná pologuľa) a juhovýchodných (južná pologuľa) pasátov, ktoré priamo vedie k silnejšiemu východo-západnému prúdeniu povrchových vôd Pacifiku, a to hlavne v období od začiatku 90. rokov 20. storočia. Táto situácia prispieva nielen k častejším epizódam La Niñe (dominantne najmä po roku 1998) a teda aj k nadmernému hromadeniu teplej vody v západných častiach Tichého oceánu, ale aj priemerne vyššej hladine oceánu (Obr. 4) a nižšej polohe izotermy 26,5 °C (presúva sa do väčšej hĺbky). Vertikálny rozmer vodnej vrstvy s teplou dostatočnou pre podporu vzniku TC tým narastá (od roku 1990 o 17 %, Zdroj), čo sa pravdepodobne prejavuje aj v relatívne častejšom výskyt TC kategórie 4 a 5 v priestore východne od Filipín v období posledných dvoch desaťročí, predovšetkým ako reakcia na rast indexu TCHP (od roku 1990 o 13 %, Zdroj). To, či pozorované zosilnenie Walkerovej cirkulácie, ktorej súčasťou sú aj už spomínané pasátové vetry, je dôsledkom globálneho otepľovania nie je zatiaľ vedeckým výskumom dostatočne preukázané, no celkom určite ich možno vnímať ako súčasť pozorovaných planetárnych zmien cirkulačných podmienok, ktoré možno chápať ako jeden z prejavov zmien teplotného režimu a profilu atmosféry.


Zdroje
Super Typhoon Haiyan's Intensification and Unusually Warm Sub-Surface Waters  
Japan Meteorological Agency 
Will extreme weather like super typhoon Haiyan become the new norm?
Recent increase in high tropical cyclone heat potential area in the Western North Pacific Ocean 
Multidecadal sea level and gyre circulation variability in the northwestern tropical Pacific Ocean 
Recent multidecadal strengthening of the Walker circulation across the tropical Pacific
http://www.seas.harvard.edu/climate/seminars/pdfs/LHeureux_NatureCC_2013.pdf
The increasing intensity of the strongest tropical cyclones 

Žiadne komentáre:

Zverejnenie komentára

Vysušovanie krajiny vs. silnejúci skleníkový efekt

Je príčinou klimatickej zmeny a globálneho otepľovania vysušovanie krajiny? V súvislosti s príčinami globálneho otepľovania a klimatick...