Terwijl inwoners van het Caribisch gebied proberen hun leven weer op de rails te krijgen nadat ze in twee weken tijd door twee krachtige orkanen zijn geteisterd, wetenschappers zijn bezig om uit te zoeken of de stormen Irma en Maria tekenen zijn van wat kan komen als het klimaat verandert.

Het verband tussen klimaatverandering en tropische orkanen is glibberig. Hoewel wetenschappers in grote lijnen de natuurlijke mechanica begrijpen die deze cyclonische stormen aandrijven, nauwkeurig voorspellen wat er kan gebeuren op een opwarmende planeet is veel moeilijker.

Sommige klimaatmodellen - draaien op supercomputers die de fysieke systemen van de aarde simuleren om veranderingen in de toekomst te voorspellen - onthullen een toekomst waarin er mogelijk minder orkanen en tyfoons zijn, maar degenen die zich voordoen, kunnen krachtiger zijn. Ander onderzoek suggereert dat de frequentie niet zal veranderen, terwijl er studies zijn die erop wijzen dat tropische cyclonen vaker voorkomen en intenser zullen worden.

Voor naties op het pad van verwoestende orkanen, deze onzekerheid brengt serieuze dilemma's met zich mee voor de beste voorbereiding op de toekomst. Mochten ze miljarden investeren in stormbestendige infrastructuur om hun burgers te beschermen, of de meest kwetsbare gemeenschappen aan het lot overlaten? Zal er meer schade worden veroorzaakt door overstromingen of snelle wind? Lopen hun grote steden waarschijnlijk een groter risico?

In de nasleep van orkaan Irma, de krachtigste storm in de Atlantische Oceaan in de geschiedenis, en orkaan Maria, een andere storm die is gerangschikt als de krachtigste categorie 5, velen wenden zich tot wetenschappers om hen antwoorden te geven.

Een groot, door de EU gefinancierd project zou hieraan kunnen bijdragen. Het PRIMAVERA-project produceert een nieuwe generatie klimaatmodellen met hoge resolutie die zullen onderzoeken hoe de oceanen en de atmosfeer de komende 30 jaar zullen reageren.

Het zal de resultaten combineren van zeven verschillende modellen die naast elkaar zullen worden uitgevoerd, allemaal proberen dezelfde vragen te beantwoorden. Een daarvan zal zijn hoe de opwarming van de aarde waarschijnlijk de relatie tussen de Atlantische Oceaan en de stormen die zich erover vormen zal veranderen.

'De klimaatmodellen die we ontwikkelen hebben een veel hogere resolutie dan de modellen die we nu gebruiken, ' zei Louis-Philippe Caron, een onderzoekswetenschapper aan het Barcelona Supercomputing Center in Spanje, die deelnemen aan PRIMAVERA. 'Deze volgende generatie modellen moet het soort resolutie hebben waarmee we de structuur van de stormen op een meer realistische grootte en intensiteit kunnen simuleren.'

Orkanen ontstaan ​​door een complexe wisselwerking tussen de oceaan en de atmosfeer.

De huidige klimaatmodellen zijn in staat om de effecten van de oceaan en de atmosfeer te simuleren met een resolutie tussen 50 en 100 kilometer, maar op dit soort niveau is het moeilijk om veel van de omstandigheden te repliceren die de grootte en intensiteit van orkanen bepalen.

Een ander probleem is het vergelijken van huidige modellen - ze gebruiken meestal verschillende experimentele benaderingen van gegevens en verschillende analysebenaderingen, waardoor ze moeilijk te vergelijken zijn.

In PRIMAVERA, wetenschappers proberen zeven klimaatmodellen van de volgende generatie te ontwikkelen die de omstandigheden in zowel de oceaan als de atmosfeer kunnen nabootsen, met een resolutie van 15 kilometer. De modellen simuleren de waarnemingen over een periode van 100 jaar tussen 1950 en 2050, het verzamelen van atmosferische gegevens voor elke periode van drie uur.

'De simulaties die we maken zullen veel realistischer zijn en we zullen ze kunnen vergelijken met de echte waarnemingen die we hebben uit het recente verleden, ' zei Caron. Een enkele simulatierun op het aardemodel van de Europese Commissie dat wordt ontwikkeld in het Barcelona Supercomputing Center als onderdeel van het PRIMAVERA-project, zal ongeveer 150 terabyte aan gegevens produceren.

'De hoeveelheid data die we gaan produceren is enorm, ' voegde Caron eraan toe. 'Maar aangezien we veel modellen met een hoge resolutie zullen hebben, allemaal hetzelfde experiment doen en samen worden geanalyseerd, als we zien dat ze dezelfde resultaten opleveren, we kunnen beginnen met het beantwoorden van enkele van de grote vragen over orkanen. Daarom is dit project best spannend.'

Die vragen zijn onder meer hoeveel stormen er kunnen optreden als het klimaat verandert, maar ook de impact die klimaatverandering zal hebben op de verwoesting van stormen, hun windintensiteit en de regenval die ze produceren.

De modellen kunnen ook helpen om te onthullen welke impact orkanen op Europa zullen hebben. Sommige orkanen kunnen over de Atlantische Oceaan naar het noorden reizen, veranderen in ex-tropische cyclonen die vervolgens grote hoeveelheden regen over Europa dumpen, ernstige overstromingen veroorzaken.

Maar veel delen van Europa worden vaak getroffen door een ander type cycloon die zich boven de Middellandse Zee vormt en kan worden getroffen door klimaatverandering.

medicijnen

'De Middellandse Zee is een van de hotspots voor de vorming van cyclonen in de wereld, ' zei dr. Emmanouil Flaounas, een meteoroloog van de Nationale Sterrenwacht van Athene in Griekenland die onderzoek doet naar deze stormen in een door de EU gefinancierd project genaamd ExMeCy. 'Het is een heel kleine regio, maar heeft veel cyclonen.'

Hoewel niet zo krachtig als tropische cyclonen, deze stormen kunnen hevige regenval en harde wind veroorzaken, voor miljarden euro's schade aanrichten in de landen rond de Middellandse Zee.

Dr. Flaounas en zijn collega's hebben al aangetoond dat in een periode van 11 jaar, 500 intense cyclonen zijn verantwoordelijk voor tot 40% van de totale regenval in de Middellandse Zee.

'Ongeveer een tot drie keer per jaar, deze cyclonen kunnen een vergelijkbare intensiteit bereiken als een orkaan van categorie 1, ' legde dr. Flaounas uit. 'Ze kunnen veel schade en overstromingen veroorzaken.'

Deze extreem krachtige stormen staan ​​in de wetenschappelijke literatuur bekend als 'medicanes' - een samentrekking van de woorden 'mediterraan' en 'hurricanes'.

In tegenstelling tot tropische cyclonen, echter, medicanes hebben de neiging zich in de winter te vormen en leveren meestal slechts een dag of twee regen.

Maar uit het onderzoek van Dr. Flaounas blijkt ook dat niet alle medicijnen gelijk zijn. Terwijl enkele van de krachtigste hevige regenval veroorzaken, er zijn andere intense medicijnen die weinig regen genereren.

'Sommige zeer sterke cyclonen kunnen tijdens hun volwassen stadium zeer zwakke regenval veroorzaken, ' zei dokter Flaounas. 'Het schijnt vrij uniek te zijn voor de Middellandse Zee.'

Hij heeft benadrukt dat twee verschillende atmosferische processen een rol lijken te spelen bij het bepalen of deze stormen zware regen zullen veroorzaken of niet.

Degenen met intense regenval worden aangedreven door convectie van waterdamp uit de oceaan, net als tropische orkanen, maar hebben ook luchtlagen die bekend staan ​​als warme transportbanden, die typisch worden gezien in de frontale weersystemen die zich vormen voor de westkust van het VK.

De drogere stormen vertonen niet veel tekenen van een van deze atmosferische processen.

'Als we meer weten over de details van deze processen en de impact die ze hebben op regenval, kunnen we begrijpen wat er in de toekomst zal gebeuren als het klimaat verandert, ' zei dokter Flaounas.

Er is enige bezorgdheid dat veranderingen in het klimaat het gedrag van mediterrane stormen al kunnen veranderen.

In november 2011 werd het zuiden van Frankrijk getroffen door een medicijn dat zo groot en krachtig was dat het werd gevolgd door de Amerikaanse National Oceanic and Atmospheric Administration. Andere recente krachtige stormen in november 2014 en oktober 2016 vormden ook een enorme spiralen die meer kenmerkend was voor tropische stormen.

'Als we een stijging van de temperatuur van het zeeoppervlak in de Middellandse Zee zien, dit kan de vorming van tropische cyclonen bevorderen, ' zei dokter Flaounas. 'Op dit moment is er te veel onzekerheid om te weten. Maar als we kunnen begrijpen wat de oorzaak is van verschillen in regenval in mediterrane stormen, het kan ons helpen te anticiperen op wat er in de toekomst zal gebeuren.

'Dit zou kunnen helpen ervoor te zorgen dat de juiste mitigatieplannen worden opgesteld, ' hij zei.