Du har sikkert set satellitbillederne, der viser en orkan, der udvikler sig: tykke hvide skyer, der klumper sig sammen, arme, der snurrer rundt om det centrale øje, når det er på vej mod kysten.
Efter årtiers forskning har meteorologer stadig spørgsmål om, hvordan orkaner udvikler sig. Nu har forskere fra Florida State University fundet ud af, at selv de mindste ændringer i atmosfæriske forhold kan udløse en orkan, information, der vil hjælpe videnskabsmænd med at forstå de processer, der fører til disse ødelæggende storme.
"Hele motivationen for dette papir var, at vi stadig ikke har den universelle teoretiske forståelse af præcis, hvordan tropiske cykloner dannes, og for virkelig at kunne forudsige den storm-for-storm, ville det hjælpe os med at have det mere solidt taget hånd om," sagde Jacob Carstens, der er ph.d.-studerende ved Institut for Jord-, Hav- og Atmosfærisk Videnskab.
Forskningen udført af Carstens og adjunkt Allison Wing er blevet offentliggjort i Journal of Advances in Modeling Earth Systems.
Nuværende teorier om dannelsen af orkaner er enige om, at der skal eksistere en form for forstyrrelse for at starte den proces, der fører til en orkan. Carstens brugte numeriske modeller, der startede med simple forhold for bedre at forstå præcis, hvordan disse forstyrrelser opstår.
"Vi forsøger at gå så bare knogler som muligt og se på præcis, hvordan skyer ønsker at organisere sig, uden at nogen af disse eksterne faktorer spiller ind for at danne en tropisk cyklon mere effektivt," sagde han. "Det er en måde, hvorpå vi yderligere kan afrunde vores bredere forståelse og se mere rent på selve de faktiske tropiske cykloner snarere end det omgivende miljøs indvirkning på det."
Simuleringerne startede med for det meste ensartede forhold spredt ud over den imaginære kasse, hvor modellen spillede ud. Derefter tilføjede forskere en lille mængde tilfældige temperatursvingninger for at kickstarte modellen og observerede, hvordan de simulerede skyer udviklede sig.
På trods af den tilfældige start på simuleringen forblev skyerne ikke tilfældigt arrangeret. De dannede sig til klynger, da vanddamp, termisk stråling og andre faktorer interagerede. Da klyngerne cirkulerede gennem den simulerede atmosfære, sporede forskerne, hvornår de dannede orkaner. De gentog modellen ved simulerede breddegrader mellem 0,1 grader og 20 grader nord, repræsentative for områder som dele af det vestlige Afrika, det nordlige Sydamerika og Caribien. Dette område omfatter de breddegrader, hvor tropiske cykloner typisk dannes, sammen med breddegrader meget tæt på ækvator, hvor deres dannelse er sjælden og mindre undersøgt.
Forskerne fandt ud af, at hver simulering i breddegrader mellem 10 og 20 grader producerede en stor orkan, selv fra de stabile forhold, hvorunder de begyndte simuleringen. Disse kom et par dage efter, at en hvirvel først dukkede op et godt stykke over overfladen og påvirkede dets omgivende miljø.
De viste også muligheden for skyinteraktion, der bidrager til udviklingen af en tropisk cyklon meget tæt på ækvator, som sjældent forekommer i naturen, men som stadig er blevet observeret så tæt som 1,4 grader nord væk.
Orkaner er farlige vejrbegivenheder. Prognoser kan hjælpe med at forhindre dødsfald, men en stor storm kan stadig forårsage skader for milliarder af dollars. En bedre teoretisk forståelse af deres dannelse vil hjælpe meteorologer med at forudsige og forberede sig på disse storme, både i kortsigtede prognoser og langsigtede klimafremskrivninger, og kommunikere deres forståelse til offentligheden.
"Det bliver stadig vigtigere inden for vores felt, at vi kommer i kontakt med beredskabschefer, befolkningen generelt og andre lokale embedsmænd for at rådgive dem om, hvad de kan forvente, hvordan de bør forberede sig, og hvilke slags konsekvenser, der vil være på vej," sagde Carstens. "En mere robust forståelse af, hvordan tropiske cykloner dannes, kan hjælpe os til bedre at forudsige deres placering, deres spor og deres intensitet. Det går virkelig ned i linjen og hjælper os med at kommunikere hurtigere såvel som mere effektivt og veltalende til offentligheden, der virkelig har brug for det."
