Varmt havsvatten skapar den perfekta stormen

"Det känns som att köra en gammal bergochdalbana i trä genom en biltvätt". Så beskriver örlogskaptenen Kevin Doremus vid den amerikanska vädertjänsten NOAA sin upplevelse när han 2019 flög in i kategori 5-orkanen Dorian – den mest kraftfulla storm som någonsin har uppmätts på Bahamas.

Och bergochdalbanan skakar alltmer för varje år.

En forskargrupp från universitetet i Okinawa i Japan har undersökt orkandata från de senaste 50 åren och avslöjat att orkanerna inte bara har ökat i styrka, utan dessutom bevarar sin styrka under längre tid när de går in över land.

Denna utveckling kommer att fortsätta i takt med att jordklotet värms upp. Därmed väntar superorkaner med vindstyrkor på över 300 km/h – med oöverskådlig förödelse till följd.

Jorden virvlar upp orkaner

Orkaner har olika namn beroende på var i världen de uppstår: Det vi i Väst kallar orkan eller cyklon, heter tyfon eller taifun i Öst, men de är i princip samma väderfenomen.

Tropiska orkaner bildas oftast vid ekvatorn vid havstemperaturen från lägst 26,5 grader. Där stiger den varma och fuktiga luften uppåt från vattnet och skapar ett lågtrycksområde nära havsytan.

Lågtrycket suger åt sig luftmassor från sidorna, som också värms upp av det varma havsvattnet och stiger uppåt, där de förser molnen med allt större mängder fukt och energi.

Men tillströmningen är inte i sig själv tillräckligt stor för att orsaka en orkan. Därför får den hjälp av den avböjande corioliskraften, som skapas av jordens rotation.

Corioliskraften ser till att det låga lufttrycket i orkanens inledande rotation bibehålls, så att den byggs upp med de allt större mängderna fukt och energi.

Orkaner kategoriseras enligt Saffir-Simpson-skalan efter hur stör ödeläggelse de orsakar. Kategori 1-orkaner börjar vid 120 km/h och när medelvinden når upp i hastigheter på över 250 km/h hamnar orkanen i kategori 5, vilket innebär att den lämnar total ödeläggelse där den drar fram.

USA har genom tiderna registrerat 49 orkaner av kategori 5, av vilka tio har nått upp över 290 km/h. Det har fått flera meteorologer och forskare att föreslå att man bör införa ännu ett steg på orkanskalan, kategori 6, eftersom orkanernas motor blir allt varmare i och med den globala uppvärmningen.

Orkaner blir dödligare

Ett brett spektrum av forskare har jämfört orkandata och är eniga om att orkanerna i framtiden kommer att bli alltmer våldsamma och kosta tusentals liv.

"Man är ännu inte eniga om huruvida det blir fler orkaner framöver, men det råder inga tvivel kring att de mest kraftfulla stormarna kommer att tillta i styrka", säger Eigil Kaas, som är professor i meteorologi vid Köpenhamns universitet.

Först och främst medför högre havstemperaturer mer fukt i atmosfären – och därmed mer energi till orkanerna.

Och det får stor betydelse om temperaturen globalt sett stiger med en eller två grader: Stiger temperaturen en grad kommer atmosfären enligt Clausius–Clapeyrons ekvation att innehålla sju procent mer vattenånga. Ökar temperaturen med två grader, ökar mängden vattenånga med 14 procent.

Dessutom har världens havsnivå stigit med upp emot 24 centimeter sedan 1880. Större delen av ökningen har skett de senaste 30 åren, då istäcken och glaciärer har börjat smälta i högt tempo. Det högre vattenståndet i haven innebär att orkanernas flodvågor kommer att nå högre upp och drabba hittills oberörda områden.

För det tredje kommer mer nederbörd från en varmare atmosfär att innebära ännu fler översvämningar i regioner långt från kusten. Sedan 1970 har nästan 60 procent av alla dödsfall, som inte har förorsakats av stormfloder, varit relaterade till översvämningar inne på land. Den ökade nederbörden ökar dessutom risken för förorenat dricksvatten.

Därmed är det inte längre bara kustområden som behöver förbereda sig och vidta åtgärder.

Klimatfysikerna Lin Li och Pinaki Chakraborty från universitetet i Okinawa, Japan, har jämfört data från de senaste 50 årens orkaner i norra Atlanten och visat att de nu har en längre livslängd. Förr i tiden förlorade orkaner 75 procent av sin styrka efter ett dygn över land, medan de i dag bara förlorar 50 procent i styrka på samma tid.

I takt med att temperaturen ökar kommer orkanerna därför att härja allt längre in över land och medföra allt fler dödsfall.

Men det är inte bara den globala uppvärmningen som ligger bakom att orkanerna blir allt farligare. Allt fler bosätter sig längs kusterna och vi värdesätter närheten till havet alltmer.

Bara i USA lever 95 miljoner människor längs kusterna och i den Mexikanska golfen är siffran 60 miljoner. Befolkningstillväxten längs kusterna har ökat med över 15 procent sedan år 2000. Detta ökar sårbarheten när orkanerna går in över land.

Som tur är vågar en grupp modiga forskare liv och lem för att varna utsatta områden innan katastrofen är ett faktum.

Orkanjägare siktar på ögat

Amerikanska Hurricane Hunters från USA:s vädertjänst, NOAA, har genomfört datainsamlande flygningar över Atlanten och Stilla havet sedan 1944.

Expeditionerna ger information om vindhastigheter och atmosfäriskt tryck som inte går att registrera med hjälp av satelliter eller radar på land.

"När du närmar dig orkanens öga flyger du in i en vägg av vatten, som gör det omöjligt att alls se ut genom fönstren. Det är precis som om någon har öppnat en brandslang. Men du pressar på och fortsätter", berättar örlogskaptenen Kevin Doremus för Illustrerad Vetenskap.

Han flyger dagligen ett specialbyggt Lockheed Martin WP-3D Orion-patrullplan, som är målat i NOAA:s vita och blå färger, vilket närmast gör att det ser ut som ett charterplan. Men man ska inte låta sig luras: Det finns tillräckligt mycket högteknologi ombord för att konkurrera med internationella vädertjänster.

Flygplanet är bland annat utrustat med tre olika radarinstrument och en mikrovågsradiometer, som analyserar vindhastighet och mängden nederbörd vid havsytan. Båda mätningarna är viktiga i samband med att stormflodsvarningar ska skickas ut.

Dessutom skjuter forskarna ut mätinstrument kallade droppsonder från flygplanets buk. Cylindrarna dalar med fallskärmar ned genom orkanen och analyserar bland annat tryck och temperatur.

En framtid med allt våldsammare orkaner har även fått Kina och Japan att använda flygplan för att övervaka Stilla havets cykloner.

År 2011 skickade Hong Kong Observatory i väg sitt första flygplan för att övervaka tyfoner, som drabbar Kinas sydöstra kust i genomsnitt sju gånger om året. Och 2017 var det Japans tur att skicka in ett flygplan i tyfonen Lan, när den närmade sig huvudön Honshu.

Men den största katastrofen hotar i södra USA.

Miami är dödsdömt

Om en kategori 5-orkan går i land i sydöstra Florida kommer den att jämna Miami med marken och skicka ut ekonomiska chockvågor över hela världen.

Enligt Shahid Hamid, som är professor och orkanforskare vid Florida International University, är Miami en katastrof på 250 miljarder dollar som bara väntar på att hända.

Och det är inte första gången en orkan i Miami får förödande konsekvenser.

År 1926 raserade 2Great Miami Hurricane" staden. Den gången blev orkanen en så enorm utgift för den amerikanska staten att den betraktas som en av orsakerna till den stora depressionen, som under 1930-talet tvingade ned USA:s ekonomi på knä.

Professor Suzana Camargo från Columbia University i New York är expert på Miami-orkanen och finner det klart oroväckande att allt fler människor bosätter sig i utsatta områden. Invånarantalet i Miami var 1926 omkring 60 000 – i dag är det över en halv miljon.

"Konsekvenserna för människor kommer att bli större i framtiden, eftersom vi har placerat storstäder i sårbara områden. Det är en än mer olycksbådande faktor än huruvida stormarna tilltar i styrka", säger hon till Illustrerad Vetenskap.

Når Suzana Camargo ska förutspå framtidens väder använder hon klimatmodeller och datorsimuleringar.

Även om modellerna inte är perfekta, så väntar hon sig att orkanerna vid slutet av det tjugoförsta århundradet både kommer att vara mycket våldsammare och föra med sig mer nederbörd.

Superdatorer förutspår stormar

I dag använder vädertjänsterna superdatorer som kör simuleringar av orkaner i allt högre upplösning och återger den växelverkan som uppstår mellan havet och atmosfären, olika molntyper, stoft och andra luftburna partiklar.

Enligt Suzana Camargo förbättras dessa modeller konstant, vilket ger mer exakt prognoser.

Det kommer att göra det möjligt att evakuera personer tidigare, så att de allt kraftfullare orkanerna som rasar längre in över land inte nödvändigtvis måste kosta fler människoliv.

Den ökade datorkraften innebär dock inte att orkanjägarna snart får se sig om efter ett nytt jobb.

"Absolut inte", säger Suzana Camargo. "Datorn måste fortfarande matas med data som man bara kan få genom att våga sig in i orkanen med ett flygplan."

Förklaringen är att även små förändringar i rådatan gör stor skillnad för prognosen, när en storm är under uppsegling. Om orkanens inledande villkor förändras det minsta lilla, så kan den i slutändan nå upp till en helt annan kurs, intensitet och storlek.

"Det är den så kallade fjärilseffekten", säger Suzana Camargo.

Så örlogskaptenen Kevin Doremus kan lugnt fortsätta med att köra den gamla bergochdalbanan i trä genom biltvätten.