Erhöhte Luftfeuchtigkeit könnte Hurrikan-„Samen“ schwächen

Laut einer neuen Studie, die diesen Monat veröffentlicht wurde, könnte die zunehmende Luftfeuchtigkeit kritische Wettermuster in Afrika verändern und die Entstehung der Vorläufer vieler Hurrikane im Atlantik erschweren. Die Arbeit ist im veröffentlicht Zeitschrift für Fortschritte in der Modellierung von Erdsystemen.

Das Forschungsteam unter der Leitung von Wissenschaftlern des National Center for Atmospheric Research (NSF NCAR) der US-amerikanischen National Science Foundation nutzte ein innovatives Modell, das höher aufgelöste Simulationen der Hurrikanentstehung als je zuvor ermöglicht. Dies ermöglichte es den Forschern, die Auswirkungen einer erhöhten regionalen Luftfeuchtigkeit auf Afrika zu untersuchen, dem Geburtsort der Wettersysteme, die später über dem Atlantik Hurrikane hervorrufen.

Frühere Untersuchungen deuten darauf hin, dass wärmeres Meereswasser und eine feuchtere Atmosphäre zu stärkeren Hurrikanen und stärkeren Niederschlägen führen könnten. Doch wie die Luftfeuchtigkeit, die mit der globalen Erwärmung voraussichtlich ansteigen wird, die Entstehung von Hurrikanen selbst beeinflussen könnte, wurde bisher nicht im Detail untersucht.

Die Forscher fanden heraus, dass eine feuchtere Umgebung schwächere, langsamere afrikanische Ostwellen oder Störungen erzeugte, die die Hauptvorläufer oder „Samen“ von Hurrikanen im Atlantik sind. Durch die Zugabe von Feuchtigkeit verschob sich der Ort der Gewitter innerhalb der Welle, was die Entwicklung der Welle erschwerte. Erhöhte Luftfeuchtigkeit verlangsamte auch die Bewegung der Welle, was zu einer schwächeren und verzögerten Bildung von Hurrikansamen führte, bis sie die Gewässer des Ostatlantiks erreichte.

„Beträchtliche Arbeiten in den letzten zwei Jahrzehnten haben die Rolle der tiefen feuchten Konvektion bei der Erklärung der Entwicklung afrikanischer Ostwellen hervorgehoben“, sagte Kelly Núñez Ocasio, NSF NCAR-Wissenschaftlerin und Hauptautorin der Studie. „Es hat sich jedoch als etwas schwierig erwiesen, die genaue Rolle der Luftfeuchtigkeit zu bestimmen. Durch die Entwicklung neuer Modellierungsmöglichkeiten konnte ich mich auf die Rolle der Feuchtigkeit bei der Zyklogenese konzentrieren, die aus dem Hurrikan-Samen entsteht. »

Modellierung der nächsten Generation

Die Zyklogenese ist ein komplexer Prozess, bei dem kleine meteorologische Phänomene und große atmosphärische Phänomene gleichzeitig auftreten. Diese Komplexität macht es schwierig, die Entstehung tropischer Wirbelstürme zu untersuchen und zu modellieren. Die meisten Klimamodelle liefern nur ein körniges Bild der lokalen Wetterbedingungen, was es schwierig macht, mehr über die Rolle verschiedener Elemente wie der Luftfeuchtigkeit zu erfahren, die sich bei der Zyklogenese vermischen.

Um dieses Problem zu lösen, nutzte das Forschungsteam das Multi-Scale Forecast Model (MPAS). MPAS kann Wetterbedingungen auf lokaler und globaler Ebene modellieren. Diese Fähigkeit ermöglichte es Núñez Ocasio und seinen Kollegen, herauszuzoomen und die globale Luftfeuchtigkeit zu simulieren und dann hineinzuzoomen, um zu sehen, wie diese mit lokalen Wetterereignissen interagieren würde, die zur Bildung tropischer Wirbelstürme führen.

Die Forscher begannen das Experiment mit MPAS, um eine feuchtigkeitsgetriebene ostafrikanische Welle nachzubilden, die 2006 zum Hurrikan Helen wurde. Das Team nutzte diese Grundlage, um Feuchtigkeit hinzuzufügen oder zu entfernen und zu untersuchen, was mit diesen Veränderungen geschah.

„Als ich die Luftfeuchtigkeit erhöhte, sahen wir mehr Konvektion und Gewitter, was zu erwarten war. Wir stellten jedoch fest, dass die Wellen Schwierigkeiten hatten, mit der intensiveren und tieferen Konvektion in Verbindung zu treten“, sagte Núñez Ocasio. „Als die Luftfeuchtigkeit zunahm, verlagerte sich die Energiequelle tropischer Wirbelsturmkeime nach Norden und weiter weg, was die kinetische Energie verringerte, die der afrikanischen Ostwelle zur Verfügung stand, was zur Entstehung schwacher und energiearmer tropischer Wirbelstürme führte.“ »

Die Untersuchung der Entwicklung tropischer Wirbelstürme nach dieser Anfangsphase ist nicht Gegenstand dieser Studie. Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um herauszufinden, ob diese schwächeren Samen zu schwächeren tropischen Wirbelstürmen und Hurrikanen führen oder ob ihre Bildung einfach länger dauert.

Die Bedingungen, die zur Entstehung tropischer Wirbelstürme führen, sind komplex, doch die Forscher hoffen, dass diese neuen Modellierungstechniken zu besseren Vorhersagen führen werden. Núñez Ocasio beginnt beispielsweise mit der Durchführung von Simulationen, in denen sie andere atmosphärische Variablen verändert, die für die Entstehung tropischer Wirbelstürme entscheidend sind.

„Neben der Luftfeuchtigkeit ändere ich in Zusammenarbeit mit der NSF-NCAR-Projektwissenschaftlerin Erin Dougherty auch andere Variablen im Modell, um ein zukünftiges Klimaszenario realistischer zu reproduzieren“, sagte sie. „Bisher sehe ich Ähnlichkeiten mit den Ergebnissen dieser Studie, auch wenn ich diese anderen wichtigen Elemente abändere. »