Znajdź zawartość

Zmiany klimaty spowodowały, że cyklony tropikalne docierające na ląd wolniej słabną, przez co dalej docierają i powodują większe zniszczenia, czytamy na łamach najnowszego wydania Nature. Naukowcy z The Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) Graduate University dowiedli, że cyklony, które tworzą się nad gorącymi wodami oceanicznymi, niosą obecnie więcej wilgoci, przez co po dotarciu na ląd dłużej się utrzymują. To sugeruje, że w przyszłości mogą utrzymywać się jeszcze dłużej i obszarom, do których wcześniej nie docierały. To bardzo ważne spostrzeżenie, które powinno być brane pod uwagę przy podejmowaniu decyzji dotyczących radzenia sobie ze skutkami globalnego ocieplenia, mówi jeden z autorów badań, profesor Pinaki Chakraborty, dyrektor Jednostki Mechaniki Płynów na OIST. Wiemy, że miejscowości przybrzeżne muszą przygotować się na bardziej intensywne huragany. Okazuje się, że na ich nadejście muszą być też gotowe miejscowości położone w głębi lądu, które mogą nie mieć odpowiedniej infrastruktury, by sobie z tym radzić, a ich mieszkańcy mogą nie mieć doświadczenia z takimi zjawiskami, dodaje uczony. Naukowcom z Okinawy udało się wykazać bezpośredni związek pomiędzy ocieplającym się klimatem, a tymi cyklonami, które docierają na ląd. Na potrzeby swoich badań naukowcy przeanalizowali huragany, które w ostatnim półwieczu uformowały się nad północnym Atlantykiem i dotarły na ląd. Okazało się, że obecnie w ciągu pierwszej doby po uderzeniu w ląd cyklony słabną dwukrotnie wolniej niż przed 50 laty. Gdy przyjrzeliśmy się danym jasno było widać, że w kolejnych latach cyklony słabną coraz wolniej. Nie był to jednak proces ciągły. Zmiany w poszczególnych latach odpowiadały zmianom temperatury powierzchni wód oceanicznych, mówi doktorant Lin Li, główy autor badań. Naukowcy przetestowali swoje spostrzeżenia za pomocą symulacji komputerowych czterech różnych cyklonów, które przeprowadzono z różnymi danymi dotyczącymi temperatury powierzchni oceanu. Gdy w symulacji huragan osiągnął kategorię 4, naukowcy symulowali jego nadejście nad ląd, odcinając go od źródła wilgoci od spodu. Cyklony tropikalne to silniki cieplne, jak np. silnik w samochodzie. W silniku samochodowym spalane jest paliwo i uzyskana energia cieplna zamieniana jest w pracę mechaniczną. W cyklonach wilgoć z powierzchni oceanu jest paliwem, które intensyfikuje i podtrzymuje siłę huraganu, a energia cieplna z wody jest zamieniana w potężne wiatry. W momencie, gdy huragan dotrze na ląd, dostawy paliwa zostają przerwane. Bez paliwa samochód zaczyna zwalniać, a huragan, bez źródła wilgoci, traci na sile, wyjaśnia Li. Naukowcy zauważyli, że nawet gdy nad ląd docierają cyklony o tej samej sile, to ten, który uformował się nad cieplejszymi wodami, wolniej słabnie. Symulacje te udowodniły, że wyciągnęliśmy prawidłowe wnioski z naszych analiz. A wnioski te mówią, że cieplejsze oceany wpływają na tempo słabnięcia huraganu, nawet po odcięciu połączenia z wodami oceanicznymi. Pytanie brzmi, dlaczego tak się dzieje, mówi Chakraborty. Przeprowadzili więc dodatkowe symulacje i wykazali, że odpowiedzią na to pytanie jest wilgotność. Nawet gdy cyklon dociera na ląd, zamienia się w huragan i nie ma łączności z oceanem, powietrze wciąż zawiera sporo wilgoci. Z czasem wilgoć tę traci i wiatry słabną. Huragany, które powstają nad cieplejszymi wodami oceanicznymi, mogą zawierać więcej wilgoci, która podtrzymuje je przez dłuższy czas i nie pozwala im szybko osłabnąć, dodają uczeni. Naukowcy zauważają, że konieczna jest zmiana obecnych – zbyt prostych – modeli badania huraganów. Obecne modele nie biorą pod uwagę wilgotności. Rozważają one huragany jako suchy wir powietrza, który jest osłabiany przez tarcie o ląd. Nasza praca pokazuje, że ten model jest niekompletny. Dlatego też modele te nie wykazywał dotychczas oczywistego wpływu ocieplania się klimatu na huragany, mówi Li. « powrót do artykułu

Powinniśmy przyzwyczaić się, że katastrofy naturalne, które obecnie nazywamy „powodzią stulecia“ czy „huraganem stulecia“, będziemy w przyszłości nazywali „katastrofami dekady“. Badania przeprowadzone przez uczonych z MIT-u i Princeton University wskazują, że wraz ze zmieniającym się klimatem będziemy coraz częściej doświadczali wielkich klęsk żywiołowych. Ich zdaniem potężne burze będą zdarzały się co 3-20 lat. Naukowcy przeprowadzili dziesiątki tysięcy symulacji burz odbywających się w różnych warunkach klimatycznych i odkryli, że wywoływane przez nie powodzie, które obecnie uznalibyśmy za „powódź 500-lecia“ będą zdarzały się co 25-240 lat. Ning Lin z MIT-u mówi, że znajomość częstotliwości wielkich klęsk żywiołowych pozwoli np. planować budowę wałów przeciwpowodziowych. Naukowcy wykorzystali cztery modele klimatyczne i przeprowadzili symulacji 45 000 burz mających miejsce w promieniu 200 kilometrów od południowego krańca Manhattanu. Każdy z modeli klimatycznych był testowany w dwóch scenariuszach. Pierwszym był „klimat obecny“, czyli uśrednione dane za lata 1981-2000 oraz „przyszły klimat“, czyli przewidywania dotyczące klimatu z lat 2081-2100. Mimo niewielkich różnic w wynikach uzyskanych za pomocą różnych modeli, generalna tendencja jest wyraźna - liczba gwałtownych zjawisk klimatycznych będzie rosła. Obecnie za „burzę stulecia“ uznaje się taką, w wyniku której poziom oceanu u wybrzeży Nowego Jorku wzrasta średnio o około 2 metry. Z kolei „burzą 500-lecia“ ma być taka, która podniesie poziom wód oceanicznych o ponad 3 metry. Podczas obu tego typu zjawisk woda zalałaby Nowy Jork, który jest chroniony wałami o wysokości 1,5 metra. Najwyższy wzrost poziomu wód wyniósł dotychczas 3,2 metra i przydarzył się w 1821 roku - mówi Lin. To odpowiada dzisiejszemu pojmowaniu „powodzi 500-lecia“. Tymczasem, jak widzimy z przeprowadzonych symulacji, taka powódź może powtórzyć się w niedługim czasie. Przewidywania tego typu są też o tyle ważne, że przed klęskami można się bronić. Większość budynków planowana jest na 60-120 lat, zatem możliwe jest takie planowanie miast, by były one gotowe na nadejście wielkich klęsk żywiołowych.

Shimon Wdowinski z University of Miami zauważył związek pomiędzy tropikalnymi cyklonami a... trzęsieniami ziemi. Języczkiem spustowym są bardzo duże opady deszczów - mówi uczony. Duże opady prowadzą do tysięcy przypadków osunięć gruntu oraz do erozji. To usuwa wierzchnią warstwę i zmniejsza napięcia w położonych poniżej skałach, przez co zaczynają się one poruszać - dodaje. Wdowinski przeanalizował trzęsienia ziemi o sile 6 i więcej stopni, które wystąpiły w ciągu ostatnich 50 lat na Tajwanie i Haiti. Zauważył, że w ciągu czterech lat po bardzo poważnych tajfunach - Morakot, Herb i Flossie - w górskich regionach Tajwanu doszło do całej serii trzęsień ziemi. Po tajfunie Flossie (rok 1969) doszło w 1972 roku do trzęsienia o sile 6,2 stopnia. Z kolei tajfun Herb (rok 1996) spowodował wystąpienie trzęsień w roku 1998 (6,2 stopnia) i 1999 (7,6 stopnia). W końcu wynikiem pojawienia się w 2009 roku tajfunu Morakot były trzęsienia z 2009 (6,2) i 2010 (6,4) roku. Z kolei trzęsienie ziemi z 2010 roku, które zniszczyło Haiti, poprzedzały cztery cyklony, które półtora roku wcześniej nawiedziły wyspę w ciągu zaledwie miesiąca. Wdowinski wykazał też, że podobny mechanizm zależności opadów i trzęsień ziemi można zauważyć w przypadku wstrząsów o magnitudzie 5 stopni. Zaznacza przy tym, że jego uwagi dotyczą tylko tropikalnych aktywnych sejsmicznie regionów górskich. Naukowiec chce teraz przeanalizować dane z Japonii i Filipin, które również są regionami aktywnymi sejsmicznie, gdzie występują góry oraz obfite opady.

Jedną z podstawowych potrzeb ludności obszarów nawiedzanych przez kataklizmy jest szybkie uzyskanie schronienia i dostępu do wody pitnej. Przygotowaniem scenariusza działań pozwalającego na realizację tych założeń zajęli się naukowcy i projektanci z założonego na Uniwersytecie Clemson zespołu o nazwie SEED (ziarno), którzy opracowali koncepcję prowizorycznych osiedli stawianych przy wykorzystaniu standardowych kontenerów przewożonych przez statki. Dlaczego wybór padł akurat na kontenery? Przede wszystkim ze względu na możliwość ich szybkiego transportu. Nie bez znaczenia jest także fakt, że na Karaibach, a więc w rejonie często nawiedzanym przez kataklizmy, często zdarza się, że operatorzy portów skupują więcej kontenerów, niż potrzebują. W efekcie na nabrzeżach stoi często ogromna liczba niepotrzebnych nikomu stalowych konstrukcji łatwo adaptowalnych do postaci domów. W ramach SEED opracowano serię pomysłów na zbudowanie tanich, prostych i funkcjonalnych domostw, a nawet całych osiedli. Jak tłumaczą autorzy projektu, kontenery powinny skutecznie opierać się żywiołom, a możliwość szybkiego budowania osad sprzyjałaby tworzeniu więzi społecznych pomiędzy ofiarami kataklizmów. Kolejnym pomysłem opracowanym na Uniwersytecie Clemson jest wykorzystanie standardowych stalowych beczek o pojemności 55 galonów (ok. 200 l) jako... miniogródków. Zaletą takiego rozwiązania byłoby całkowite odizolowanie uprawy od gleby skażonej w wyniku katastrofy. Kolejne beczki mogłyby zostać wykorzystane jako filtry wody, a przy niewielkim wysiłku możliwe byłoby nawet wybudowanie węzłów sanitarnych złożonych z umywalek, pryszniców czy nawet toalet połączonych z kompostownikami. Zespół z Uniwersytetu Clemson zbudował już pierwsze domy skonstruowane zgodnie z założeniami SEED. Zostały one docenione przez amerykańską Agencję Ochrony Środowiska (EPA), która przyznała autorom pomysłu nagrodę P3: People, Prosperity and the Planet (Ludzie, Dobrobyt i Planeta). Pierwsze prawdziwe osiedla mają zostać wybudowane na Karaibach w przyszłym roku, lecz docelowo budowa osad powinna zająć nie więcej niż 3 tygodnie. Wizualizacje osiedli opracowanych przez członków SEED można obejrzeć na stronie projektu.

Bill Gates jest jednym z inwestorów wymienionych we wniosku patentowym na technologię... powstrzymywania huraganów. Ma ona pozwolić na zmniejszenie liczby huraganów szalejących każdego roku nad Zatoką Meksykańską. Pomysł polega na wykorzystaniu flotylli statków do mieszania ciepłych powierzchniowych wód Zatoki z zimnymi wodami leżącymi pod powierzchnią. W ten sposób ma dojść do obniżenia temperatury powierzchni wody, dzięki czemu nie będą się tworzyły huragany. Były prezes Microsoftu i inni inwestorzy chcą na tym zarobić. Ich plan zakłada, że zaoferują polisy ubezpieczeniowe miejscowościom czy stanom często nawiedzanym przez niszczycielskie huragany. Trzeba jednak przypomnieć, że nie są pierwszymi, którzy chcą powstrzymać siły natury.

Dwaj rosyjscy naukowcy, profesor Arkady Leonow i Atanas Gagow, pracujący na amerykańskim Akron University, złożyli niedawno wniosek patentowy pt.: "Gaszenie huraganów za pomocą fali naddźwiękowej". Naukowcy opisali huragan jako wielką maszynę, składającą się z wielu części, które ze sobą współdziałają. Ich pomysł na zepsucie jednej lub wszystkich części zakłada użycie fali naddźwiękowej, generowanej przez samolot poruszający się z prędkością szybszą od prędkości rozchodzenia się dźwięku. Uczeni uważają, że taki dźwięk byłby w stanie zniszczyć lub zdestabilizować dwa zjawiska, konieczne do istnienia huraganu - stały ruch obrotowy w jego centrum oraz różnicę ciśnień istniejącą wewnątrz huraganu. Ich zdaniem dwa myśliwce F-4 latające z prędkością 1,5 Macha wokół huraganu byłyby w stanie go zgasić. Jak zauważają redaktorzy serwisu The Register, biorąc pod uwagę załączony diagram i ukazane na nim odległości pokonywane przez każdy z samolotów, należy stwierdzić, że obecnie istnieje niewiele myśliwców, które byłyby zdolne wykonać takie zadanie zanim skończy im się paliwo.

Co prawda burza w szklance wody ma w przysłowiu zupełnie inne znaczenie, lecz po długim okresie prób fizykom z Uniwersytetu w Bordeaux naprawdę udało się wreszcie odtworzyć huragan w naczyniu wielkości filiżanki. Przykrywa je mydlana bańka, a wewnątrz szaleje cyklon o średnicy zaledwie kilku centymetrów. Jak w guliwerowskiej krainie liliputów... Choć dużo mniejszy, huragan utworzony przez człowieka ma dokładnie te same właściwości, co naturalne wiatry. Hamid Kellay, szef zespołu, twierdzi, że eksperyment jest naprawdę prosty. Najpierw zlewkę należy wypełnić roztworem mydła. Potem trzeba wziąć słomkę i wydmuchać bańkę. Półkulista bańka przykrywa z wierzchu naczynie, a roztwór jest podgrzewany do temperatury 45°C. W miarę wzrostu temperatury zaczyna zachodzić proces unoszenia się w górę strumieni ciepłego powietrza (konwekcja naturalna). Czasem na samym szczycie formują się pojedyncze duże wiry, których średnica dochodzi do kilku centymetrów. Pomyśleliśmy, że wyglądają one jak cyklony. Aby sprawdzić, czy miniwiry zachowują się jak prawdziwe huragany, naukowcy sfilmowali ich ruch. Nagranie porównali z danymi uzyskanymi podczas sezonu huraganowego 2003-2004. Zaobserwowano podobny ruch termiczny, choć same trasy "małych i dużych" już się od siebie różniły (Physical Review Letters). Kellay twierdzi, że prawdziwe huragany są efektem innych zjawisk atmosferycznych, a na ich przemieszczanie się silnie wpływa ruch wirowy Ziemi. Tego wszystkiego brakuje, oczywiście, w przypadku mydlanej bańki. Mimo wszystko może ona posłużyć jako rodzaj laboratorium, gdzie sprawdza się, jak wygląda interakcja huraganów z otaczającym powietrzem.

W ubiegłym roku byliśmy świadkami rekordowej liczby 15 atlantyckich huraganów. Cztery z nich zaliczono do 5. kategorii, czyli najpotężniejszych zjawisk tego typu. Był wśród nich słynny huragan Katrina – najbardziej niszczycielska burza w historii USA. Część naukowców uważa, że takie nagromadzenie huraganów to przypadek. Inni twierdzą, że to zapowiedź zachodzących zmian. James Elsner z Florida State University uważa, że istnieje zależność pomiędzy intensywnością huraganów a globalnym ociepleniem. Naukowiec przejrzał dane zebrane przez Międzyrządowy Panel ONZ ds. Zmian Klimatycznych oraz amerykański Narodowy Urząd Oceanograficzny i Atmosferyczny (National Oceanographic and Atmospheric Administration) sięgające połowy ubiegłego wieku. Elsner zauważył, że gdy pomiędzy czerwcem a listopadem (sezon huraganów) rosną średnie globalne temperatury zawsze powoduje to ocieplenie wód Atlantyku w rejonach tropikalnych, a to z kolei niemal zawsze przyczynia się do powstawania potężniejszych huraganów niż zwykle. Odkrycie Elsnera sugeruje więc, że wzrost siły huraganów powiązany jest z cieplejszym powietrzem, które ogrzewa wody oceanu, ale nie na odwrót. Tak więc gazy cieplarniane, powodujące globalne ocieplenie, są odpowiedzialne za powstawanie bardziej niszczących huraganów. Z wnioskami naukowca zgadza się Gavin Schmidt, klimatolog z NASA. Mówi on, że to kolejny dowód na to, że silniejsze huragany nie są zjawiskiem normalnym. Dodaje jednak przy tym, że nie oznacza to, iż znaleziono odpowiedź na pytanie, jakich zmian w aktywności huraganów powinniśmy spodziewać się w przyszłości.

Rozpoczyna się sezon huraganów, dlatego na nowo odżywa dyskusja na temat przyczyn ich powstawania. Najnowsze wyjaśnienia obalają teorie meteorologów, że w ostatnich latach tworzy się ich więcej z powodu globalnego ocieplania klimatu. Philip Klotzbach z Colorado State University w Fort Collins uważa, iż zauważany wzrost częstości występowania huraganów jest tak naprawdę efektem opracowania lepszych technik pomiaru. Naukowiec przeanalizował częstość tworzenia się i siłę tych silnych wiatrów w ciągu ostatnich 20 lat. Badania łączące huragany z globalnym ocieplaniem się klimatu bazowały na danych z 35 lat, ale Klotzbach argumentuje, że przed 1984 rokiem dane satelitarne były niewiarygodne (Geophysical Research Letters). Większa część wzrostu jest skutkiem ulepszenia stosowanych technologii.Judith Curry z Georgia Institute of Technology w Atlancie kwestionuje rewelacje Klotzbacha. Nieprawdą jest stwierdzenie, że jakość danych jest od 20 lat lepsza. W niektórych przypadkach uległa nawet pogorszeniu. W dodatku biologiczne cykle oceaniczne trwają dekadę, dlatego też 20 lat to zbyt krótki okres, by zaobserwować jakieś trendy.