Met het tropische stormseizoen in de Atlantische Oceaan aan de gang en al ver in het Griekse alfabet voor naamgeving, betere voorspelling van de stormbaan heeft tijdige evacuaties en voorbereidingen mogelijk gemaakt. Echter, de vorming en intensivering van deze stormen blijft een uitdaging om te voorspellen, volgens een internationaal team van onderzoekers die de oorsprong van tropische cyclonen bestuderen.

"Er zijn kritische vragen rond de vorming en intensivering van orkanen die het voorspellen ervan extreem moeilijk maakt, " zei James H. Ruppert Jr., assistent-onderzoeksprofessor meteorologie en atmosferische wetenschappen, Penn State. "We hebben nog onvoldoende inzicht in de processen die stormvorming stimuleren."

Tropische depressies zijn de zwakke voorlopers van intense orkanen, meestal herkenbaar als een ongeorganiseerde cluster van wolken in een zwak lagedrukgebied, volgens Rupert.

"De fase van tropische depressie is meestal de eerste keer dat voorspellers een storm kunnen identificeren en volgen, " hij zei.

Omgevingsomstandigheden bieden meestal een smal venster waarin deze depressies zich kunnen vormen tot intense tropische cyclonen.

"Het begrijpen van de overgang van deze depressiefase naar een intensivering van de orkaan is waar we naar op zoek zijn, ’ zei Ruppert.

Om de vorming van tropische cyclonen te onderzoeken, de onderzoekers keken naar de vorming van stormen in de Atlantische Oceaan en in de westelijke Stille Oceaan. Ze beschouwden twee stormen, Supertyfoon Haiyan, die in 2013 plaatsvond en orkaan Maria, die in 2017 plaatsvond.

De onderzoekers ontdekten dat infrarood stralingsfeedback van wolken een gelokaliseerd broeikaseffect creëert dat warmte vasthoudt in het gebied van de tropische depressie. Diepe wolken die zwaar beladen zijn met waterdruppels en ijskristallen vangen uitgaande infraroodstraling op en verwarmen de atmosfeer. Deze lokale opwarming veroorzaakt een opwaartse beweging in de storm, die helpt de atmosfeer volledig te verzadigen en de naar binnen stromende winden nabij het oppervlak van de oceaan te vergroten. Zolang de storm meer dan een paar graden boven of onder de evenaar is, het Coriolis-effect zorgt ervoor dat deze naar binnen stromende winden een circulatie vormen nabij het oppervlak. Deze circulatie intensiveert vervolgens met behulp van oppervlakteverdamping en vormt uiteindelijk een centraal oog, het klassieke uiterlijk van een intense tropische cycloon aannemen.

De onderzoekers ontdekten dat de plaatselijke opwarming die door het broeikaseffect in de wolken werd veroorzaakt, de vorming van zowel Haiyan als Maria hielp versnellen. Toen ze het effect in de modelsimulatie verwijderden, de stormen vormden zich ofwel langzamer of helemaal niet. De onderzoekers stellen dat het broeikaseffect in de wolken daarom waarschijnlijk een rol speelt bij de vorming van veel tropische stormgebeurtenissen. Ze rapporteren hun resultaten vandaag (26 oktober) in de Proceedings van de National Academy of Sciences .

"Ons uiteindelijke doel is om tropische cyclonen beter te voorspellen, en het blijft momenteel erg moeilijk om stormvorming te voorspellen, " zei Ruppert. "De voorspelling van stormbanen is de afgelopen decennia enorm verbeterd. Grootschalige winden beheersen voornamelijk stormsporen en ons vermogen om deze winden zowel te meten als te voorspellen is enorm verbeterd, waardoor grote vooruitgang kan worden geboekt bij het voorspellen van de stormbaan. De kleinschalige processen die in de eerste plaats de vorming en intensivering van stormen beheersen, dat is waar ons begrip en ons vermogen om te observeren nog steeds echt worden uitgedaagd."