Het lopende hurricane-seizoen heeft nu al records gebroken. De 25ste storm van het seizoen, met de naam Delta, nadert de al eerder geteisterde kust van de Golf van Mexico – en officieel loopt het seizoen pas over enkele weken ten einde. Het warme water in de Golf van Mexico waardoor hurricane Delta werd gevoed, zal waarschijnlijk een steeds vaker voorkomend fenomeen worden nu de aarde steeds verder opwarmt. Ook een combinatie van andere factoren kan grote, snel groeiende stormen nog gevaarlijker maken.

In een nieuwe studie die vorige maand in het tijdschrift Nature Communications is verschenen, wordt aangetoond hoe de uitwerking van een tropische storm op het warme, ondiepe water van de Golf in combinatie met een hittegolf de omstandigheden creëerde waarin de navolgende storm veel krachtiger kon worden.

Tot nu toe lijkt het er niet op dat hurricane Delta in dat scenario past, maar volgens Brian Dzwonkowski, oceanograaf aan de University of South Alabama en hoofdauteur van de nieuwe studie, kunnen vergelijkbare omstandigheden een rol hebben gespeeld bij het aanwakkeren van twee zware hurricanes (Sally en Laura) die eerder in het seizoen huishielden, hoewel hij nog niet alle gegevens over deze stormen heeft geanalyseerd en dus niet kan bevestigen dat zo’n scenario zich toen heeft afgespeeld.

Hoe ‘Gordon’ een monster creëerde

In de late zomer van 2018 trok een kleine tropische storm met de naam ‘Gordon’ over het noorden van de Golf van Mexico. Op zichzelf was Gordon heel gewoontjes: zoals bijna alle tropische cyclonen zorgde zijn harde wind voor miljoenen dollars aan schade en veel ongemak voor de bevolking langs de kust.

Maar deze zwakke storm heeft mogelijk een kettingreactie in gang gezet die grote invloed had op een veel zwaardere en verwoestender storm die het gebied enkele weken later trof: hurricane Michael. Die storm nam tijdens zijn opmars naar het vasteland snel in kracht toe. Tegen de tijd dat hij in Florida aan land kwam, had hij zich al wervelend tot een levensgevaarlijke hurricane van categorie 5 ontwikkeld, met zestien doden en miljarden dollars aan schade als gevolg.

De beide stormen stonden op het eerste gezicht niet in verband met elkaar. Ze lagen zowel wat betreft tijd als plaats ver uit elkaar: respectievelijk meerdere weken en honderden kilometers. Maar uit het nieuwe onderzoek blijkt dat de gevolgen van Gordon in combinatie met een hittegolf die de regio daarna aandeed, ertoe leidden dat Michael zich tot een van de zwaarste stormen uitgroeide die ooit in het noordwesten van Florida (de ‘Panhandle’) aan land is gekomen.

In dit scenario werd “de batterij van de oceaan helemaal opgeladen” en wakkerde die energie de storm aan tot een intense hurricane, aldus Dzwonkowski.

Tropische cyclonen worden in stand gehouden door de warmte van het zeewater. Het water fungeert daarbij als opslagreservoir voor de energie waaruit deze stormen kunnen putten, net als een batterij: hoe warmer het zeewater en hoe uitgestrekter een gebied met warm oppervlaktewater, des te meer energie kan er aan de bovengelegen luchtlagen worden afgegeven. Daarentegen kan koud zeewater juist energie uit een storm zuigen.

In de zomermaanden wordt het oppervlaktewater van de oceaan opgewarmd, maar meestal blijft het water onder die warme laag gewoon koel. Als een storm over de oceaan trekt en daarbij het zeewater met zijn wind opzweept, welt koud water vaak vanuit diepere lagen op naar de oppervlakte, waar het door de wisselwerking met de erboven gelegen lucht de energie van de storm verzwakt. Wetenschappers hebben aangetoond dat hurricanes als Irene, die in 2011 in de staat New York aan land kwam en daar huishield, door dit proces werden verzwakt.

“In dat geval was de wind sterk genoeg om warm met koud zeewater te mengen, waardoor de storm werd getemperd,” zegt Greg Seroka, oceanograaf van de NOAA.

Maar het proces werkt alleen als er inderdaad koud water voorhanden is, bijvoorbeeld onder het warme oppervlaktewater of soms in een grote draaikolk. Maar in 2018 zorgde hurricane Gordon ervoor dat er helemaal geen koud water meer in het systeem aanwezig was.

Langs de kust van de Golf van Mexico is de zee boven het continentaal plat erg ondiep en absorbeert het oppervlaktewater er in de zomer veel hitte van de stralende zon. In de late zomer van 2018 was het oppervlaktewater op het traject van Gordon al opgewarmd tot een lauwe badtemperatuur: 29 graden Celsius, ruim boven de drempel van gemiddeld 26 graden die nodig is om een tropische storm in stand te houden.

Normaliter zou een storm als Gordon dieper gelegen en potentieel kouder water doen opwellen, maar omdat de storm in noordwestelijke richting trok, van de zuidpunt van Florida naar de grens tussen Alabama en Mississippi, en daar vervolgens aan land kwam, werd het opwellende koudere water tegen de kust en weer naar de diepte gestuwd en uiteindelijk helemaal uit de kustwateren verwijderd. Wat achterbleef, was een homogene laag zeewater die van de oppervlakte tot aan de zeebodem zo’n 29 graden Celsius warm was.

De storm trok voorbij, de zomer liep ten einde en alles leek verder normaal. Maar het warme water dat de hele waterkolom besloeg, was verre van normaal.

Op dat moment werd het gebied getroffen door een hittegolf – niet met recordtemperaturen, maar toch warm genoeg om het kustwater nog verder op te warmen. Eind september steeg de gemiddelde temperatuur van deze kustwateren korte tijd tot 32 graden Celsius. Wetenschappers ontdekten dat zeewater dat slechts één graad Celsius warmer is, tot zwaardere stormen kan leiden.

Het “oppervlaktewater was kokendheet, en dat was het wat de batterij van de oceaan oplaadde,” zegt Dzwonkowski. Hoe langer de hittegolf aanhield, des te dieper de warmte in het zeewater doordrong.

Toen de tropische storm Michael over de zee boven het continentale plat en noordwaarts over het door Gordon opgewarmde kustwater trok, was er geen koud water meer voorhanden om de storm af te zwakken. De overvloed aan beschikbare energie werd door de storm opgezogen, waardoor hij werd versterkt tot een verwoestende hurricane.

De kettingreactie die in dit geval een rol speelde, doet zich niet elke keer voor wanneer een storm het continentaal plat doorkruist. Stormen die bijvoorbeeld meer parallel langs de kust trekken, zullen het zeewater niet zo sterk naar grotere diepten stuwen. En ook de hittegolf die kort na Gordon volgde, speelde een belangrijke rol: als het weer na Gordon zou zijn afgekoeld, zou het scenario zich waarschijnlijk anders hebben ontwikkeld.

Onduidelijk is hoe vaak deze wisselwerking optreedt en of het om een nieuw fenomeen gaat. Wat Dzwonkowski er wél over kan zeggen, is dat de temperatuur van het zeewater die hij op het traject van Michael heeft gemeten, tenminste een halve graad Celsius hoger lag dan ooit gedurende de veertien jaar dat zulke temperaturen worden gemeten.

Verwacht wordt dat zogenaamde ‘samenvallende episoden’, waarbij twee klimatologische risico’s gezamenlijk optreden en zo een nog gevaarlijker weerssituatie creëren, zich in de toekomst vaker zullen voordoen, aldus Jane Baldwin, atmosfeerwetenschapper aan het Lamont Doherty Earth Observatory van de Columbia University. Het geval van Gordon en Michael zou een voorbeeld kunnen zijn van een tot dusver onbekend fenomeen, dat zich nu sterker manifesteert.

“In dit scenario is de combinatie van beide gebeurtenissen krachtiger dan de som der delen,” zegt zij. “Dat is niet alleen wetenschappelijk interessant, maar vanuit het oogpunt van klimaatverandering ook griezelig.”

Sterkere oceaanbatterij

Wat de bevindingen laten zien, is volgens Tom Matthews, klimaatwetenschapper aan de Britse Loughborough University, dat de wetenschap nog niet goed begrijpt hoe meerdere gevaren van de klimaatverandering in elkaar grijpen. Het wijst op een toekomst vol onaangename verrassingen.

“Er zijn een hele hoop risico’s die ons in de toekomst mogelijk zullen verrassen, want alles in het klimaatsysteem beweegt en verandert voortdurend op manieren die we nog niet kennen. De wisselwerking tussen twee fenomenen kan veel grotere gevolgen hebben dan de som van de beide risico’s afzonderlijk.”

Toch kunnen er enkele solide voorspellingen worden gedaan. Terwijl de aarde opwarmt, zullen er vaker en krachtiger hittegolven optreden. En het is aannemelijk dat die hittegolven een scenario als dat van de ‘opgeladen’ hurricane Michael waarschijnlijker maken.

Al sinds geruime tijd hebben wetenschappers aangetoond dat ook de aard van tropische stormen zelf verandert: ze verplaatsen zich steeds langzamer en ze gaan gepaard met steeds meer wind en neerslag. Ook zijn er aanwijzingen dat het aantal tropische stormen door de opwarming van de aarde geleidelijk toeneemt, aangezien het oppervlaktewater steeds warmer wordt. Niemand weet nog welke uitwerking deze veranderingen zullen hebben op weersgebeurtenissen van het type Michael.

Maar de combinatie van meer en zwaardere stormen en krachtiger hittegolven zal vrijwel zeker leiden tot hogere risico’s voor de bevolking, zowel in dit specifieke scenario als in andere gevallen.

Matthews en zijn collega’s hebben ook andere maar soortgelijke combinaties van kort na elkaar optredende stormen en hittegolven bestudeerd. Ze vroegen zich af hoe groot de kans was dat een zware tropische cycloon – zwaar genoeg om de stroomvoorziening lam te leggen – direct zou worden gevolgd door een extreem vochtige hittegolf. Momenteel lijkt de kans daarop klein. Maar de mogelijkheid dat twee rampzalige weersepisoden kort na elkaar optreden, neemt in een opwarmende wereld zeer sterk toe. Als de planeet met twee graden Celsius opwarmt, zouden dat soort gevaarlijke kettingreacties in elf van de dertig jaar kunnen optreden, aldus het onderzoek; bij een opwarming van vier graden Celsius zou zoiets zelfs elk jaar kunnen voorkomen.

Volgens Matthews zal een wereld die door de klimaatverandering voorgoed is veranderd, in sommige opzichten heel vertrouwd aandoen en in andere opzichten onherkenbaar zijn. Het feit dat stormen invloed kunnen hebben op navolgende weersepisoden, was een concept dat niet vanzelfsprekend was of goed werd begrepen. Het was volgens hem in zekere zin een verrassing, maar die verrassing doet zich in het hier en nu voor, in een klimaat dat nog maar een fractie heeft doorgemaakt van de verandering die wordt voorspeld. “Het veranderende klimaat zal nog veel meer verrassingen voor ons in petto hebben,” zegt hij.

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com