허리케인이 육지를 강타하면 수년 또는 수십 년 동안 파괴가 눈에 띌 수 있습니다. 덜 명백하지만 강력한 것은 허리케인이 바다에 미치는 영향입니다.
안에 새로운 연구, 우리는 실시간 측정을 통해 허리케인이 수면에서 물을 휘젓는 것만이 아니라는 것을 보여줍니다. 그들은 또한 수년 동안 열을 가두어 궁극적으로 폭풍에서 멀리 떨어진 지역에 영향을 미칠 수 있는 방식으로 열을 바다 깊숙이 밀어 넣을 수 있습니다.
열은 이 이야기의 핵심 요소입니다. 허리케인이 있다는 것은 오랫동안 알려져 왔습니다. 따뜻한 해수면 온도에서 에너지를 얻습니다.. 이 열이 도움이 됩니다 해수면 근처의 습한 공기가 상승 열기구처럼 에베레스트 산보다 더 높은 구름을 형성합니다. 이것이 허리케인이 일반적으로 열대 지역에서 형성되는 이유입니다.
우리가 발견한 것은 허리케인이 궁극적으로 열을 흡수하고 저장하는 능력을 향상시켜 바다를 따뜻하게 한다는 것입니다. 그리고 그것은 광범위한 결과를 초래할 수 있습니다.
허리케인이 바다의 열에서 에너지를 얻는 방법. Wikimedia를 통한 Kelvin Ma, CC BY
허리케인이 열을 바다에 혼합할 때 열은 같은 장소에서만 다시 떠오르는 것이 아닙니다. 우리는 폭풍에 의해 생성된 수중 파도가 어떻게 더위를 밀어낼 수 있는지 보여주었습니다. 약 XNUMX배 깊이 혼자 혼합하는 것보다 열이 표면에서 멀리 갇히는 깊이로 보냅니다. 거기에서 심해류는 수천 마일을 운반할 수 있습니다. 서태평양을 가로질러 필리핀을 강타하는 허리케인은 몇 년 후 에콰도르 해안을 데우는 따뜻한 물을 공급하게 될 수 있습니다.
바다에서 태풍을 찾아
2018년 가을 두 달 동안 우리는 조사선 Thomas G. Thompson에 살면서 필리핀해가 변화하는 날씨 패턴에 어떻게 반응하는지 기록했습니다. 처럼 대양 과학자, 우리는 이러한 난기류를 생성하는 바다와 허리케인 및 기타 열대성 폭풍의 난기류 혼합을 연구합니다.
실험 전반부 동안 하늘은 맑았고 바람은 고요했습니다. 그러나 후반기에 XNUMX개의 주요 태풍(이 지역에서는 허리케인으로 알려져 있음)이 바다를 뒤흔들었습니다.
그 변화는 폭풍의 영향이 있거나 없는 바다의 움직임을 직접 비교할 수 있게 해주었다. 특히 우리는 해수면 아래의 난기류가 심해로 열을 전달하는 데 어떻게 도움이 되는지에 관심이 있었습니다.
우리는 거의 1,000미터(300피트)에서 자유 낙하하고 축음기 바늘과 유사한 탐침을 사용하여 물의 난기류 운동을 측정하는 미세 구조 프로파일러라는 장비로 해양 난기류를 측정합니다.
허리케인이 지나가면 생기는 일
허리케인이 지나가기 전의 열대 바다를 상상해 보십시오. 표면에는 화씨 80도(섭씨 27도)보다 따뜻한 따뜻한 물 층이 있으며, 이는 태양에 의해 가열되고 표면 아래 약 160피트(50미터)까지 확장됩니다. 그 아래에는 더 차가운 물 층이 있습니다.
XNUMXD덴탈의 온도차 층 사이에 물이 분리되어 있어 사실상 서로 영향을 미칠 수 없습니다. 흔들리지 않는 샐러드 드레싱 병에서 기름과 식초를 구분하는 것과 같다고 생각할 수 있습니다.
허리케인이 열대 바다를 지나갈 때 강한 바람은 누군가가 샐러드 드레싱 병을 흔드는 것처럼 수층 사이의 경계를 휘젓는 데 도움이 됩니다. 이 과정에서 차가운 심층수가 아래에서 섞이고 따뜻한 표층수가 아래에서 섞입니다. 이로 인해 표면 온도가 낮아져 허리케인 이후 며칠 동안 바다가 평소보다 더 효율적으로 열을 흡수할 수 있습니다.
XNUMX년 넘게 과학자들은 토론했다 허리케인에 의해 아래쪽으로 섞이는 따뜻한 물이 해류를 가열하여 지구 기후 패턴을 형성할 수 있는지 여부. 이 질문의 핵심은 허리케인이 수년 동안 바다에 머물 수 있도록 열을 충분히 깊게 퍼낼 수 있는지 여부였습니다.
이 삽화는 허리케인이 바다를 통과하기 전, 도중, 이후 및 몇 달 후에 해양 열에 어떤 일이 발생하는지 보여줍니다. 샐리 워너, CC의 BY-ND
세 번의 허리케인 전후에 실시된 지하 해양 측정치를 분석하여 우리는 수중 파도가 허리케인 동안 직접 혼합하는 것보다 약 XNUMX배 더 깊은 바다로 열을 전달한다는 것을 발견했습니다. 허리케인 자체에 의해 생성되는 이 파도는 쉽게 대기로 다시 방출될 수 없을 정도로 열을 충분히 깊게 운반합니다.
심해 열의 의미
일단 이 열이 대규모 해류에 의해 포착되면 바다의 먼 부분으로 운반될 수 있습니다.
우리가 연구한 필리핀해의 태풍에 의해 주입된 열은 적도 태평양을 가로질러 서쪽에서 동쪽으로 물을 운반하는 현재 패턴을 따라 에콰도르나 캘리포니아 해안으로 흘러갔을 수 있습니다.
이 시점에서 열은 다음 조합에 의해 표면으로 다시 혼합될 수 있습니다. 얕은 해류, 고향 와 난류 혼합. 열이 다시 표면에 가까워지면 지역 기후를 따뜻하게 하고 생태계에 영향을 미칠 수 있습니다.
예를 들어, 산호초는 장기간의 열 스트레스에 특히 민감합니다. 엘니뇨 현상은 배후의 전형적인 범인입니다. 에콰도르의 산호 백화, 그러나 우리가 관찰한 허리케인으로 인한 과도한 열은 스트레스를 받은 암초와 폭풍이 나타난 곳에서 멀리 떨어진 백화된 산호에 기여할 수 있습니다.
산호초는 어류 및 기타 해양 생물의 필수 서식지이지만 상승하는 해수 온도로 인해 위협을 받고 있습니다. NOAA를 통한 제임스 와트
허리케인으로 인한 과도한 열이 수면으로 돌아오지 않고 수십 년 이상 바다에 머무를 수도 있습니다. 이것은 실제로 기후 변화에 영향을 줄 것입니다.
허리케인이 열을 해수면에서 더 깊은 곳으로 재분배함에 따라 열을 바다에 격리시켜 지구 대기의 온난화를 늦추는 데 도움이 될 수 있습니다.
과학자들은 오랫동안 허리케인을 해양 열에 의해 연료가 공급되고 지구의 기후에 의해 형성되는 극단적인 사건으로 생각했습니다. 우리의 연구 결과Proceedings of the National Academy of Sciences에 게재된 는 상호 작용이 양방향으로 진행됨을 보여줌으로써 이 문제에 새로운 차원을 추가합니다. 허리케인 자체가 바다를 가열하고 지구의 기후를 형성할 수 있는 능력이 있습니다.
저자에 관하여
노엘 구티에레스 브리수엘라, 박사. 물리해양학 후보자, 캘리포니아 대학, 샌디에고 와 샐리 워너, 기후과학과 부교수, 브랜다이스 대학교
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