De opwarmende oceanen voeden steeds krachtiger orkanen

Wat is een orkaan ?

Een orkaan is een intens, roterend stormsysteem dat gevormd wordt boven de noordelijke Atlantische Oceaan of de noordoostelijke Stille Oceaan. Zodra windsnelheden hoger worden dan 56 km/u spreken we over een tropische storm en wordt deze een naam toegewezen (over het algemeen worden afwisselend mannelijke en vrouwelijke voornamen gegeven, op basis van vooraf opgestelde alfabetische tabellen). Wanneer de windsnelheid de 119 km/u passeert wordt de storm een orkaan genoemd. In andere delen van de wereld wordt zulk een storm een “tyfoon” of een “tropische cycloon” genoemd.>

De winden van een orkaan wervelen rond een kalme centrale zone die het oog wordt genoemd en die omringd wordt door een band van hoge, duistere wolken die de oogmuur wordt genoemd. Het oog is gewoonlijk 16 tot 64 kilometer in diameter en er komen geen regen of grote wolken voor. In de oogmuur scheppen grootschalige veranderingen in luchtdruk de sterkste winden van de orkaan. De snelheid van deze winden kan oplopen tot 320 km/u. Orkanen zijn gemiddeld zo’n 500 kilometer in diameter en kunnen tot wel 15 kilometer hoog worden.

Voorwaarden voor orkaanvorming

Een tropische storm kan niet spontaan ontstaan; een zwak lagedruksysteem is noodzakelijk. Bovendien moet de temperatuur van het zeeoppervlak hoger zijn dan 26,5°C. Het warme water verwarmt de lucht erboven. Doordat deze lucht het vocht opneemt dat vrijkomt bij evaporatie in de oceaan, begint hij snel te stijgen. Deze beweging van de lucht vormt een vacuüm bij het oppervlak.

Hogerop koelt de lucht af en condenseert de waterdamp, waarbij grote regenwolken gevormd worden en veel energie vrijkomt die gebruikt wordt voor de vorming van de storm.

De zwaardere afgekoelde lucht zakt naar de oceaan waar hij opnieuw wordt opgewarmd, lichter wordt en vocht opneemt, en zo de cirkel rond maakt. De winden beginnen in een spiraalpatroon rond de depressie te draaien en vormen op die manier het oog van de cycloon. Hoe hoger de initiële watertemperatuur, des te feller zal de lucht omhoog gestuwd worden, en des te meer zal de luchtdruk dalen en de windsnelheid toenemen.

Zolang de tropische storm boven warm oceaanwater beweegt, kan de orkaan aan kracht en grootte winnen.

Bron

Op het noordelijke halfrond zorgt de rotatie van de aarde ervoor dat de winden een lagedrukgebied binnenwervelen in tegenwijzerzin. Op het zuidelijke halfrond draaien de winden net in wijzerzin zo’n lagedrukgebied in. Dit effect van de roterende aarde op de stroming van de wind heet het Corioliseffect. Het Corioliseffect neemt in hevigheid toe verder van de evenaar weg. Om een orkaan te kunnen vormen moet een lagedrukgebied meer dan 5 graden ten noorden of ten zuiden van de evenaar liggen. Orkanen komen zelden dichter bij de evenaar voor. De belangrijkste geboorteregio voor orkanen is binnen de 10°-20°-noorderbreedteband die zich uitstrekt van West-Afrika tot Centraal-Amerika.

Het water dat verdampt van het oceaanoppervlak condenseert terwijl het opstijgt. Al snel worden wolken en regen opgenomen in de cirkelbeweging van een storm. Zolang de tropische storm boven het warme oceaanwater blijft, kan de orkaan sterker en groter worden.

Een orkaan ontwikkelt zich enkel als er weinig verticale windschering is (verschillen in snelheid of richting tussen winden in hogere en lagere luchtlagen). Uniforme winden zorgen ervoor dat de warme kern van de storm intact kan blijven. Windschering zou de prille orkaan kunnen verstoren door hem in te laten storten of door de top van de storm in één richting te blazen terwijl de onderzijde in een andere richting beweegt.

Orkaan Katrina

GOES-12 zichtbaar kanaal beeld van 29 augustus 2005, bovenop een MODIS warekleurenachtergrond. Bron: GOES Project NASA-GSFC

Mogelijke gevaren

Orkanen produceren verwoestende oppervlaktewinden en stormvloeden. Stormvloeden zijn vaak de meest verwoestende gevolgen van een orkaan, vooral langsheen een ondiepe kustlijn zoals de kust van de Mexicaanse Golf. Een stormvloed is het opstuwen van zeewater langsheen een kustlijn tengevolge een combinatie van oppervlaktewinden en de geografie van de kust. Oppervlaktewinden langs het oceaanoppervlak duwen water naar het oog van een orkaan, en creëren op die manier een ‘waterberg’. Wanneer de orkaan dichter bij land komt wordt deze waterberg ook beïnvloed door de helling van de kustlijn. Naarmate de diepte afneemt worden de golven afgeremd en samengetrokken, waarbij hun amplitude fel toeneemt.

De Saffir-Simpson orkaanintensiteitsschaal wordt gebruikt om orkaansterkte en mogelijke schade te categoriseren.

Categorie Windsnelheid (km/u) Stormvloed (m) Verwachte schade
1 119-154 1-2 Minimaal
2 155-178 2-3 Gemiddeld
3 179-210 3-4 Zwaar
4 211-250 4-6 Extreem
5 >250 >6 Rampzalig

 

Toenemende orkaanactiviteit

In de noordelijke Atlantische Oceaan is er een duidelijke toename in de frequentie van tropische stormen en orkanen. Tussen 1850 en 1990 bedroeg het langetermijngemiddelde zo’n 10 tropische stormen, waaronder 5 orkanen.

Locaties langsheen de VS-kust waar orkanen aan land zijn gekomen - Bron

Voor de periode 1998-2007 is het jaarlijkse gemiddelde zo’n 15 tropische stormen en 8 orkanen. Deze frequentietoename is in verband gebracht met de stijging van de oppervlaktetemperatuur van de noordelijke Atlantische Oceaan. Recente wetenschappelijke studies linken deze temperatuurstoename aan de opwarming van de aarde. Het rapport van het IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) van 2007 stelt dat er waarschijnlijk sprake is van een menselijke bijdrage aan de waargenomen trend van intensifiëring van de orkanen.

Opwarming tengevolge het broeikaseffect zal er vermoedelijk voor zorgen dat orkanen in de toekomst gemiddeld intenser worden en heviger regenval zullen hebben dan hedendaagse orkanen, en zou het risico op zeer destructieve categorie-5-stormen kunnen vergroten.

Orkaanschade

De VS lijdt van alle landen de grootste economische verliezen tengevolge natuurrampen (vooral orkanen): tussen 1980 en 2008 jaarlijks gemiddeld 18 miljard USD. Vooral vier grote stedelijke kustgebieden worden getroffen: Miami, New Orleans, Houston en Tampa. Vanwege de unieke combinatie van geografie, uitgestrekte laaglanden (vooral rondom New Orleans), de teloorgang van wetlands, ontbossing, snelle vastgoedontwikkeling, grote hoeveelheden armen en een felle concentratie van industrie is de Mexicaanse Golfkust extreem kwetsbaar voor orkanen. Naast meer dan 1800 levens kostte Katrina de Golfkust minstens 125 miljard dollar in economische schade en zou de verzekeringsindustrie nog eens 60 miljard dollar aan claims kunnen kosten.

De absolute kosten van schade zijn gewoonlijk het grootst in ontwikkelde economieën. Als we echter kijken naar de kosten in verhouding tot het BNP dan blijken ontwikkelingslanden meer risico te lopen, en Kleine Ontwikkelende Eilandstaatjes in het bijzonder. In de top tien van de landen die het meeste risico lopen zitten 3 kleine Caribische landen: Haïti, Antigua en Honduras.

In de Caraïben zijn grote bevolkingscentra, landbouwgebieden, havens en centra van industriële en commerciële activiteit doorgaans langs de kust gelegen. En toerisme – een steunpilaar van vele economieën – is ook grotendeels geconcentreerd langs de kust.

Het risico voor infrastructuren op de grond, en dientengevolge de algemene aantrekkelijkheid voor investeringen, is bijzonder hoog in Kleine Ontwikkelende Eilandstaatjes, waar natuurrampen, vooral tropische stormen, vaak samen voorkomen met hoge kwetsbaarheid, vooral in kustgebieden waar de bedrijfsactiviteit (toerisme, visserij, logistiek enz) het meest is geconcentreerd.

De voornaamste reden voor de stijgende aantallen slachtoffers en schade aan eigendommen is de bevolkingsgroei en de toenemende vastgoedontwikkeling in kustgebieden. Naarmate groei en ontwikkeling doorgaan zal de schade veroorzaakt door zwaar weer blijven toenemen, nog ongeacht de opwarming van de aarde. Het spreekt voor zich dat klimaatverandering, in het bijzonder zeespiegelstijging en toenemende stormactiviteit, de schade zou verergeren als de opwarming van de aarde blijft duren.

Veel verzekeringsbedrijven hebben besloten dat deze economische verliezen zullen toenemen tengevolge de gecombineerde risico’s van klimaatverandering en de snelle expansie van stedelijke gebieden.

Bronnen

Climate Change 2007: Synthesis report - Intergovernmental Panel on Climate Change
Environmental Factors Affecting Tropical Cyclone Power Dissipation - Program in Atmospheres, Oceans, and Climate, Massachusetts Institute of Technology
Global Warming and Hurricanes - NOAA Geophysical Fluid Dynamics Laboratory
Hurricanes and Global Warming - American Meteorological Society
Hurricanes and Global Warming - National Wildlife Federation 
Hurricanes and Global Warming FAQs - Pew Center on Global Climate Change 
Hurricane Features - Remote Sensing Using Satellite - COMET

Hurricanes, Typhoons, Cyclones - In Depth - University Corporation for Atmospheric Research (UCAR)
NOAA National Hurricane Center
On Estimates of Historical North Atlantic Tropical Cyclone Activity - Journal of Climate - NOAA/Geophysical Fluid Dynamics Laboratory
The Landmark 2007 IPCC Report on Climate Change - Weather Underground
Tropical Twisters - For kids Only Earth Science - NASA
USA and China top global risk ranking for economic loss due to natural disasters linked to climate change - Maplecroft
Weather and Climate Extremes Weather and Climate Extremes - U.S. Climate Change Science Program

Links

Hurricanes: The Greatest storms on Earth - NASA Earth Observatory


Deze pagina werd geschreven in 2009, als extra informatie voor de posterserie "10 years of Imaging the Earth"