เมื่อพายุเฮอริเคนพัดขึ้นฝั่ง ความพินาศสามารถเห็นได้เป็นเวลาหลายปีหรือหลายทศวรรษ ผลกระทบที่เฮอริเคนมีต่อมหาสมุทรไม่ชัดเจนแต่ทรงพลังเช่นกัน

ใน การศึกษาใหม่เราแสดงผ่านการวัดตามเวลาจริงว่าพายุเฮอริเคนไม่เพียงแค่ปั่นน้ำที่ผิวน้ำเท่านั้น นอกจากนี้ยังสามารถผลักดันความร้อนให้ลึกลงไปในมหาสมุทรด้วยวิธีที่สามารถกักเก็บไว้ได้นานหลายปีและส่งผลต่อภูมิภาคที่ห่างไกลจากพายุในที่สุด

ความร้อนเป็นองค์ประกอบหลักของเรื่องนี้ เป็นที่รู้จักกันมานานแล้วว่าพายุเฮอริเคน ได้รับพลังงานจากอุณหภูมิผิวน้ำทะเลที่อุ่นขึ้น. ความร้อนนี้ช่วยได้ อากาศชื้นใกล้พื้นผิวมหาสมุทรสูงขึ้น เหมือนบอลลูนลมร้อนและก่อตัวเป็นก้อนเมฆสูงกว่ายอดเขาเอเวอเรสต์ นี่คือเหตุผลที่โดยทั่วไปแล้วพายุเฮอริเคนก่อตัวขึ้นในเขตร้อน

สิ่งที่เราค้นพบคือเฮอริเคนช่วยให้มหาสมุทรอุ่นขึ้นในท้ายที่สุดด้วยการเพิ่มความสามารถในการดูดซับและกักเก็บความร้อน และนั่นอาจส่งผลที่กว้างไกล

 พายุเฮอริเคนดึงพลังงานจากความร้อนของมหาสมุทรได้อย่างไร เคลวิน หม่า จากวิกิมีเดีย, CC BY

เมื่อพายุเฮอริเคนรวมความร้อนเข้ากับมหาสมุทร ความร้อนนั้นไม่เพียงแค่กลับมาอยู่ที่เดิมเท่านั้น เราแสดงให้เห็นว่าคลื่นใต้น้ำที่เกิดจากพายุสามารถผลักดันความร้อนได้อย่างไร ลึกลงไปประมาณสี่เท่า กว่าการผสมเพียงอย่างเดียว ส่งไปยังระดับความลึกที่ความร้อนถูกกักเก็บไว้ไกลจากพื้นผิว จากจุดนั้น กระแสน้ำลึกสามารถพัดพามันไปได้หลายพันไมล์ พายุเฮอริเคนที่เคลื่อนตัวข้ามมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันตกและพัดถล่มฟิลิปปินส์อาจจบลงด้วยการส่งน้ำอุ่นที่ร้อนขึ้นบริเวณชายฝั่งเอกวาดอร์ในอีกหลายปีต่อมา

ในทะเล มองหาพายุไต้ฝุ่น

เป็นเวลาสองเดือนในฤดูใบไม้ร่วงปี 2018 เราอาศัยอยู่บนเรือวิจัย Thomas G. Thompson เพื่อบันทึกว่าทะเลฟิลิปปินส์ตอบสนองต่อรูปแบบสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงอย่างไร เช่น มหาสมุทร นักวิทยาศาสตร์เราศึกษาการปะปนที่ปั่นป่วนในมหาสมุทรและพายุเฮอริเคนและพายุโซนร้อนอื่นๆ ที่ก่อให้เกิดความปั่นป่วนนี้

ท้องฟ้าแจ่มใสและลมสงบในช่วงครึ่งแรกของการทดลองของเรา แต่ในช่วงครึ่งหลัง พายุไต้ฝุ่นลูกใหญ่สามลูก ซึ่งรู้จักกันในนามของพายุเฮอริเคนในส่วนนี้ของโลก ได้ปั่นป่วนมหาสมุทร

การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวทำให้เราสามารถเปรียบเทียบการเคลื่อนที่ของมหาสมุทรทั้งที่มีและไม่มีอิทธิพลของพายุได้โดยตรง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เราสนใจที่จะเรียนรู้ว่าความปั่นป่วนใต้พื้นผิวมหาสมุทรช่วยถ่ายเทความร้อนลงสู่มหาสมุทรลึกได้อย่างไร

เราวัดความปั่นป่วนของมหาสมุทรด้วยเครื่องมือที่เรียกว่า microstructure profiler ซึ่งตกลงมาอย่างอิสระเกือบ 1,000 ฟุต (300 เมตร) และใช้หัววัดที่คล้ายกับเข็มเครื่องเล่นแผ่นเสียงเพื่อวัดการเคลื่อนที่ของน้ำที่ไหลเชี่ยว

จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อพายุเฮอริเคนพัดผ่าน

ลองจินตนาการถึงมหาสมุทรเขตร้อนก่อนที่พายุเฮอริเคนจะพัดผ่าน ที่พื้นผิวมีชั้นน้ำอุ่น อุ่นกว่า 80 องศาฟาเรนไฮต์ (27 องศาเซลเซียส) ซึ่งได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์และแผ่ขยายออกไปประมาณ 160 ฟุต (50 เมตร) ใต้ผิวน้ำ ด้านล่างเป็นชั้นของน้ำเย็น

พื้นที่ ความแตกต่างของอุณหภูมิ ระหว่างชั้นทำให้น้ำแยกออกจากกันและแทบไม่มีผลกระทบซึ่งกันและกัน คุณสามารถคิดว่ามันเหมือนกับการแบ่งระหว่างน้ำมันและน้ำส้มสายชูในน้ำสลัดขวดที่ยังไม่เขย่า

เมื่อพายุเฮอริเคนพัดผ่านมหาสมุทรเขตร้อน ลมแรงของมันช่วยขยับขอบเขตระหว่างชั้นน้ำ เหมือนกับมีคนเขย่าขวดน้ำสลัด ในกระบวนการนี้ น้ำลึกเย็นจะผสมขึ้นจากด้านล่าง และน้ำผิวดินอุ่นจะผสมลงด้านล่าง สิ่งนี้ทำให้อุณหภูมิพื้นผิวเย็นลง ทำให้มหาสมุทรสามารถดูดซับความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าปกติในไม่กี่วันหลังจากพายุเฮอริเคน

กว่าสองทศวรรษที่นักวิทยาศาสตร์ ได้ถกเถียงกัน ไม่ว่าน้ำอุ่นที่ถูกพายุเฮอริเคนผสมลงอาจทำให้กระแสน้ำในมหาสมุทรร้อนขึ้นและด้วยเหตุนี้จึงกำหนดรูปแบบภูมิอากาศของโลก หัวใจของคำถามนี้คือว่าพายุเฮอริเคนสามารถสูบฉีดความร้อนได้ลึกพอที่จะอยู่ในมหาสมุทรเป็นเวลาหลายปีหรือไม่
 ภาพประกอบเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเกิดอะไรขึ้นกับความร้อนของมหาสมุทรทั้งก่อน ระหว่าง หลัง และหลายเดือนหลังจากพายุเฮอริเคนพัดผ่านมหาสมุทร แซลลี่ วอร์เนอร์, CC BY-ND

จากการวิเคราะห์การวัดค่าใต้ผิวมหาสมุทรก่อนและหลังพายุเฮอริเคนสามครั้ง เราพบว่าคลื่นใต้น้ำขนส่งความร้อนลึกลงไปในมหาสมุทรประมาณสี่เท่ามากกว่าการผสมโดยตรงระหว่างพายุเฮอริเคน คลื่นเหล่านี้ซึ่งเกิดจากพายุเฮอริเคนเอง จะนำพาความร้อนเข้าไปลึกพอที่จะไม่สามารถปล่อยกลับคืนสู่ชั้นบรรยากาศได้โดยง่าย

ผลกระทบของความร้อนในมหาสมุทรลึก

เมื่อความร้อนนี้ถูกกระแสน้ำในมหาสมุทรปริมาณมากพัดพา ความร้อนนี้จะถูกส่งไปยังส่วนที่ห่างไกลของมหาสมุทร

ความร้อนที่ถูกฉีดโดยพายุไต้ฝุ่นที่เราศึกษาในทะเลฟิลิปปินส์อาจไหลไปยังชายฝั่งของเอกวาดอร์หรือแคลิฟอร์เนีย ตามรูปแบบของกระแสน้ำที่พัดพาน้ำจากตะวันตกไปตะวันออกข้ามเส้นศูนย์สูตรของมหาสมุทรแปซิฟิก

ณ จุดนี้ ความร้อนอาจถูกผสมกลับขึ้นสู่พื้นผิวโดยส่วนผสมของ กระแสน้ำเชี่ยว, เต็มตื่น และ การผสมที่ปั่นป่วน. เมื่อความร้อนกลับมาอยู่ใกล้พื้นผิวอีกครั้ง มันสามารถทำให้สภาพอากาศในท้องถิ่นอุ่นขึ้นและส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศได้

ตัวอย่างเช่น แนวปะการังมีความไวเป็นพิเศษต่อความเครียดจากความร้อนเป็นเวลานาน เหตุการณ์เอลนีโญเป็นตัวการหลักที่อยู่เบื้องหลัง ปะการังฟอกขาวในเอกวาดอร์แต่ความร้อนส่วนเกินจากพายุเฮอริเคนที่เราสังเกตเห็นอาจส่งผลให้แนวปะการังเครียดและปะการังฟอกขาวห่างไกลจากจุดที่เกิดพายุ

 
แนวปะการังเป็นที่อยู่อาศัยที่จำเป็นสำหรับปลาและสัตว์ทะเลอื่นๆ แต่พวกมันถูกคุกคามจากอุณหภูมิของมหาสมุทรที่สูงขึ้น เจมส์ วัตต์ ผ่าน NOAA

นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ว่าความร้อนส่วนเกินจากพายุเฮอริเคนจะอยู่ภายในมหาสมุทรเป็นเวลาหลายทศวรรษหรือมากกว่านั้นโดยไม่กลับสู่ผิวน้ำ สิ่งนี้จะส่งผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

เมื่อพายุเฮอริเคนกระจายความร้อนจากพื้นผิวมหาสมุทรไปสู่ระดับความลึกที่มากขึ้น พายุเฮอริเคนสามารถช่วยชะลอภาวะโลกร้อนในชั้นบรรยากาศได้โดยการกักเก็บความร้อนไว้ในมหาสมุทร

นักวิทยาศาสตร์คิดมานานแล้วว่าพายุเฮอริเคนเป็นเหตุการณ์ที่รุนแรงซึ่งเกิดจากความร้อนในมหาสมุทรและกำหนดโดยสภาพอากาศของโลก ข้อค้นพบของเราซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciences ได้เพิ่มมิติใหม่ให้กับปัญหานี้โดยแสดงให้เห็นว่าการโต้ตอบเป็นไปได้ทั้งสองทาง พายุเฮอริเคนเองก็มีความสามารถในการทำให้มหาสมุทรร้อนขึ้นและสร้างสภาพอากาศของโลก

เกี่ยวกับผู้เขียน

โนเอล กูติเอเรซ บริซูเอลา, ปริญญาเอก ผู้สมัครในสาขาสมุทรศาสตร์กายภาพ มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียซานดิเอโก และ แซลลี่ วอร์เนอร์, รองศาสตราจารย์ด้านภูมิอากาศศาสตร์, มหาวิทยาลัยแบรน

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง:

อนาคตที่เราเลือก: เอาชีวิตรอดจากวิกฤติสภาพภูมิอากาศ

โดย Christiana Figueres และ Tom Rivett-Carnac

ผู้เขียนซึ่งมีบทบาทสำคัญในข้อตกลงปารีสว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ นำเสนอข้อมูลเชิงลึกและกลยุทธ์สำหรับการจัดการวิกฤตสภาพภูมิอากาศ รวมถึงการดำเนินการส่วนบุคคลและส่วนรวม

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

โลกที่ไม่มีใครอยู่: ชีวิตหลังความร้อน

โดย David Wallace-Wells

หนังสือเล่มนี้สำรวจผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ไม่ถูกตรวจสอบ ซึ่งรวมถึงการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ การขาดแคลนอาหารและน้ำ และความไม่มั่นคงทางการเมือง

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

กระทรวงเพื่ออนาคต: นวนิยาย

โดย Kim Stanley Robinson

นวนิยายเรื่องนี้จินตนาการถึงโลกในอนาคตอันใกล้ที่ต้องต่อสู้กับผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และนำเสนอวิสัยทัศน์ว่าสังคมจะเปลี่ยนแปลงอย่างไรเพื่อรับมือกับวิกฤต

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

ภายใต้ท้องฟ้าสีขาว: ธรรมชาติแห่งอนาคต

โดย Elizabeth Kolbert

ผู้เขียนสำรวจผลกระทบที่มนุษย์มีต่อโลกธรรมชาติ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และศักยภาพในการแก้ปัญหาทางเทคโนโลยีเพื่อจัดการกับความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อม

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

การเบิกถอน: แผนที่ครอบคลุมมากที่สุดที่เคยเสนอเพื่อย้อนกลับภาวะโลกร้อน

เรียบเรียงโดย พอล ฮอว์เกน

หนังสือเล่มนี้นำเสนอแผนที่ครอบคลุมสำหรับการจัดการกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ รวมถึงการแก้ปัญหาจากหลากหลายภาคส่วน เช่น พลังงาน เกษตรกรรม และการขนส่ง

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ