Zobrazujú sa príspevky s označením klimatická zmena a tropické cyklóny. Zobraziť všetky príspevky
Zobrazujú sa príspevky s označením klimatická zmena a tropické cyklóny. Zobraziť všetky príspevky

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 

utorok 12. novembra 2013

Super-tajfún Haiyan - posol skazy i vízia budúcnosti

Obyvatelia Filipín sa ešte ani nestačili spamätať zo silného zemetrasenia, ktoré krajinu postihlo pred asi mesiacom a už sú konfrontovaní s následkami ďalšej prírodnej katastrofy - pustošivého tajfúnu Haiyan. Filipínci sú síce na tajfúny zvyknutí, keďže v priemere môže zasiahnuť súostrovie až 10 búrok ročne, no ani zďaleka nie každý sa priženie od mora s takou ničivou silou ako Haiyan. Meno tomuto silnému tajfúnu meteorológovia už hádam ani nemohli vybrať lepšie. V čínštine totiž jeden z významov slova „HaiYan“ znamená "oko mora". Pri pohľade na jeho takmer dokonalý kruhový tvar a perfektne vyformované symetrické a bezoblačné "oko" z vesmírnej perspektívy niet pochýb o tom, že mu pomenovanie sadlo ako uliate. A nielen to!


Obr. 1: Super-tajfún Haiyan blížiaci sa k východnému pobrežiu Filipín ako tropická cyklóna najvyššej kategórie - v tomto období dosahovala rýchlosť prízemného prúdenia svoje maximum (podľa Joint Typhoon Warning Center to bolo až 315 km/h, v nárazoch takmer 380 km/h)

Od chvíle, kedy Haiyan dosiahol na južnom cípe ostrova Samar pevninu a začal ju bičovať vetrom s rýchlosťou až 315 km/h, neprešlo ani 24 hodín a svetové média sa začali predháňať v informovaní o tom, že ide o najsilnejší tajfún, aký kedy pevninu zasiahol. Prekvapujúco sa média v tomto nemýlili. Ak by sa časom údaje o rýchlosti vetra potvrdili, Haiyan by pokoril nielen legendárny hurikán Camille, ktorý v roku 1969 zdevastoval pobrežie amerického štátu Mississippi, ale ohrozil by aj pozíciu tajfúnu Tip z roku 1979, ako doteraz najsilnejšej tropickej cyklóny, akú sme v novodobej histórii vôbec zaznamenali.

Spôsob akým tajfún vznikol, ako sa vyvíjal a nakoniec aj fakt, že v priebehu necelých 24 hodín zosilnel z obyčajnej tropickej búrky na ničivý super-tajfún, nám niečo hovorí aj o tom, že Haiyan musel mať na ceste k Filipínam priam ideálne meteorologické podmienky. Jednou z tých najdôležitejších bola vysoká teplota oceánu. Tá v čase, kedy tajfún naberal na sile, dosahovala viac ako 30 °C, čo je pre oblasť západného Pacifiku o takmer 1 °C viac ako dlhodobý priemer. Dôležitý bol aj čas, ktorý strávil nad takto teplým oceánom a smer, ktorým sa pohyboval. Tajfún mal tak k dispozícii viac tepla z oceánu, čo umožnilo dosiahnuť pozorovanú silu.


Obr. 2: Rozsah devastácie v meste Tacloban vo filipínskej provincii Leyte je nesmierny (silové účinky vetra boli ekvivalentné tornádu sily minimálne EF 3; foto: Getty/Malacanang Photo Bureau) - celkový počet ľudských strát k dnešnému dňu (12.11.2013) je 1 774, pričom odhady presahujú hodnotu 10 000 obetí (Zdroj)

Nech sa už na tajfún Haiyan pozeráte akokoľvek, či už z pohľadu meteorológie alebo nesmiernych ľudských strát, konštatovať môžete jediné. Tajfún Haiyan bol skutočne mimoriadny. Až tak mimoriadny, že možno ovplyvní nasledujúce jednania národných delegácií na svetovom klimatickom stretnutí COP 19, ktoré sa začalo práve tento týždeň. Či udalosti posledných dní dopomôžu vyjednať vo Varšave kompromisné dohody o obmedzení emisií skleníkových plynov, ktoré sú podľa poslednej správy IPCC hlavnou príčinou otepľovania planéty v období posledných minimálne 60 rokov, je skutočne otázne. Podobne otázne je ale aj to, či sila tajfúnu bola výsledkom pôsobenia klimatickej zmeny, alebo nie. Žiaľ v tomto prípade jednoduchá odpoveď neexistuje.


Video: Autentické video z mesta Tacloban, počas vyčíňania tajfúnu Haiyan - na videu je možné vidieť zriedkavo zdokumentované účinky vetra so silou 5. stupňa TC - rýchlosť vetra v danom okamihu dosahovala približne 260 km/h - je to ekvivalent tornáda EF3 (Zdroj)

Hľadať príčinnú (kauzálnu) závislosť medzi vznikom konkrétneho tajfúnu a globálnym otepľovaním je problematické. Ak tu nejaká súvislosť je, existuje hlavne v štatistickom slova zmysle, čo znamená, že klimatická zmena zvyšuje pravdepodobnosť výskytu takýchto extrémov počasia. Uvažovať však možno aj vo fyzikálnejšej rovine, pretože dnes už do istej miery vieme povedať aj to, že ak už tajfún nad tropickými oceánmi vznikne, má v súčasných teplejších a vlhších podmienkach lepšie predpoklady dosiahnuť vyššiu intenzitu a teda aj deštruktívnejšie účinky. A prečo je tak?

Akonáhle sa hurikán alebo tajfún nad oceánom vyformuje, vyvíja sa vo fyzikálnych podmienkach, ktoré sú v súčasnosti odlišné od tých, ktoré sme tu mali napríklad v polovici 20. storočia. Teplota prízemnej atmosféry a oceánov je v súčasnosti o minimálnej 0,5 °C vyššia ako tomu bolo pred 60 rokmi. Okrem toho, atmosféra dnes obsahuje o 4 % viac vlhkosti ako na začiatku 70. rokov. Toto všetko sú ingrediencie, ktoré v príhodných poveternostných podmienkach môžu spôsobiť, že tajfún z pohľadu sily doslova "exploduje" - čo znamená, že v priebehu veľmi krátkeho času (aj menej ako 24 hodín) sa dokáže rozvinúť z priemernej silnej tropickej búrky do štádia super-tajfúnu. A presne takýto scenár sledoval aj Haiyan. A keďže sa planéta bude veľmi pravdepodobne otepľovať aj naďalej, do budúcna je potrebné počítať s tým, že tajfúny ako Haiyan alebo hurikány ako Katrina sa budú objavovať častejšie ako tomu bolo v priebehu 20. storočia. K tomuto záveru každopádne dospela aj posledná hodnotiaca správa IPCC.

Súvisiace články 
Teplejší Atlantik zvýši riziko hurikánov v západnej Európe
Keď sa z hurikánov stávajú super-búrky


Obr. 3: Animácia družicových záberov vo viditeľnej časti spektra zachytáva pohyb centrálnej časti tajfúnu Haiyan dňa 7. novembra smerom na západ k pobrežiu Filipín - na záberoch sú dobre viditeľné aj prejavy dynamických procesov tvorby oblačnosti vo vnútri "oka" (pre zväčšenie animácie kliknite sem: Zdroj)


Obr. 4: Pozostatok tajfúnu Haiyan nad južnou Čínou dňa 11. novembra o 5:45 UTC (Zdroj)



Zdroje:
http://www.ipcc.ch/
http://www.usno.navy.mil/JTWC/
http://www.wunderground.com/blog/JeffMasters/archive.html?year=2013&month=11
http://www.youtube.com/watch?v=zZQanISDpek&feature=player_embedded
http://www.climatecentral.org/news/super-typhoon-haiyan-a-hint-of-whats-to-come-16724
http://robertscribbler.wordpress.com/
http://www.wunderground.com/blog/JeffMasters/comment.html?entrynum=2574
http://www.wunderground.com/blog/24hourprof/comment.html?entrynum=81
http://www.wunderground.com/blog/JeffMasters/comment.html?entrynum=2481
http://www.climatecentral.org/news/images-show-destruction-from-super-typhoon-haiyan-16715
http://www.mirror.co.uk/news/uk-news/typhoon-haiyan-climate-change-continues-2710436
http://www.smh.com.au/environment/climate-change/typhoon-haiyan-influenced-by-climate-change-scientists-say-20131111-2xb35.html
http://www.climatecentral.org/news/dangerous-super-typhoon-haiyan-assaults-philippines-16712
http://www.theguardian.com/environment/2013/nov/11/typhoon-haiyan-philippines-climate-talks
http://www.theguardian.com/world/2013/nov/11/typhoon-haiyan-philippines-climate-change
http://www.theguardian.com/environment/2013/nov/11/typhoon-haiyan-climate-change 
http://www.washingtonpost.com/blogs/capital-weather-gang/wp/2013/11/07/super-typhoon-haiyan-closes-in-on-philippines-among-strongest-storms-ever/
http://www.slate.com/blogs/bad_astronomy/2013/11/12/supertyphoon_haiyan_a_glimpse_of_the_future_now.html 
http://www.aoml.noaa.gov/hrd/Landsea/knutson-et-al-nat-geo.pdf
http://www.atmosedu.com/ENVS109/articles/Emanuel05-hurricanes.pdf
http://www.nature.com/news/did-climate-change-cause-typhoon-haiyan-1.14139?WT.ec_id=NEWS-20131112

Vysušovanie krajiny vs. silnejúci skleníkový efekt

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