like duurzaamnieuws op facebook
volg duurzaamnieuws op twitter
zoeken op duurzaamnieuws

Harvey, Irma en Jose: over het verband tussen klimaat en orkanen

Van: op 10 september 2017

Het kan niemand ontgaan zijn dat de twee orkanen Harvey en Irma stevig hebben toegeslagen. Terecht gaat alle aandacht naar de slachtoffers en de enorme materiële schade. Zonder dit te willen bagatelliseren zijn er echter ook een paar zaken die veel dieper gaan dan over het aantal dollars dat nodig is om de boel weer op te knappen. De meest gestelde vraag is of er een relatie is met klimaatopwarming.

Allereerst even over het verschil tussen de woorden voor een orkaan (hurricane), tyfoon en cycloon. Meteorologisch gezien is daar geen verschil tussen. Het woord hurricane wordt gebruikt als die ontstaat in de Atlantische oceaan en de N.O Pacifische. Tyfoon als die ontstaat in de N.W Pacifische en cycloon als die ontstaat in de Z. Pacifische en Indische oceanen. Voor de eenvoud gebruik ik het woord orkaan voor allemaal.

Orkanen ontstaan alleen boven uitgestrekte gebieden met warm oceaanwater als de temperatuur van het water hoger is dan 250 C. Dat is (tot nu toe) alleen in de tropen het geval in een deel van het seizoen rondom 11 september. Het zijn tropische stormen die pas orkaan genoemd worden als de maximale windsnelheid in het systeem meer dan 120 – 160 km/uur wordt. Ze hebben een levensloop van ongeveer een week, waarin ze van depressie via tropische storm tot orkaan uitgroeien, in kracht, omvang en hoogte toenemen en door de rotatie van de aarde van oost naar west bewegen. Doordat in de hogere lagen van de atmosfeer sterke straalstromen vanaf de evenaar naar de polen bestaan, buigen ook de orkanen na verloop van tijd af naar het noorden, of als ze in het zuidelijk halfrond ontstaan, naar het zuiden.

orkaan harvey irma

Op het kaartje staan de trajecten voor alle orkanen van de afgelopen 25 jaar.

Zodra een orkaan boven kouder water of boven land komt, verliest hij aan kracht en verandert in een grillig systeem met hoge en lage drukgebieden dat verder over de aarde zwerft. De levensloop begint rustig met warme droge lucht die over een groot gebied met warm water strijkt en daarbij waterdamp opneemt. Deze natte warme lucht stijgt omhoog. Door de rotatie van de aarde gaat het hele gebied met opstijgende warme lucht volgens de wet van Buys-Ballot draaien. Na enige tijd vormt zich in het centrum een zogenaamd oog met een diameter van 30 – 50 km. In dat oog is de luchtdruk tot 15 % lager dan in de omgeving en daardoor stroomt de koude lucht in het oog weer terug naar beneden. Langs de randen van het oog stroomt warme lucht juist omhoog. Onderin die draaikolk wordt steeds meer lucht met grote snelheid langs het warme water getrokken, waardoor de verdampingssnelheid toeneemt. Het water koelt daarbij af. De energie in warm oceaanwater wordt overgedragen naar vochtige lucht. De orkaan groeit en neemt steeds meer energie op.

Op ongeveer 15 - 18 km hoogte boven de tropen is het koud, ijskoud. Bij meerdere tientallen graden onder nul condenseert de waterdamp tot ijs en water. Daarbij komt een gigantische hoeveelheid energie vrij. Per kg water 0,6 kWh, net zo veel als er onderin bij de verdamping van het warme water aan het systeem is toegevoegd. Door deze verdamping/condensatiecyclus wordt dus energie uit warm water van onder naar boven verplaatst, zoals we dat ook in iedere koelkast van binnen naar buiten doen, of met een warmtepomp van buiten naar binnen. Slechts een heel klein gedeelte van ongeveer 0,25 % van de bij condensatie vrijkomende energie in een orkaan wordt omgezet in wind. De rest verdwijnt als warmte naar hogere luchtlagen.

De hoeveelheid energie in een orkaan is eenvoudig te berekenen als je precies weet hoeveel regen er uiteindelijk in het gehele invloedsgebied is gevallen. Dat wordt natuurlijk niet gemeten, hooguit geschat uit oppervlak en mm regenval. Konden we die energie maar benutten. In één gemiddelde orkaan gaat ongeveer 200 keer zoveel energie om als we over de hele wereld met z’n allen aan stroom opwekken of anders gezegd net zo veel als in 10.000 atoombommen. Dat is veel, hoewel niet als je het vergelijkt met de totale hoeveelheid energie die door deze verdamping- en condensatiecyclus het hele jaar door op de gehele wereld ook zonder orkanen plaatsvindt. Zelfs als je voor een heel jaar de hoeveelheid neerslag, en dus de hoeveelheid energie, van een gemiddeld aantal van 10 orkanen bij elkaar optelt, is de bijdrage van de orkanen aan deze cyclus nog maar 0,04 %. De totale watercyclus is een belangrijke route waarmee de aarde ca 25 % van de ingestraalde zonne-energie weer naar de ruimte afstaat, maar de bijdrage van de orkanen is dus maar 0,01 %.

De tot water en ijs gecondenseerde waterdamp vormt een ronddraaiend wolkendek en een hevig regengebied met een doorsnee tot zo’n 500 km. Het probleem is dat die hoeveelheid regen op een beperkt deel van de aarde en in minder dan een dag valt. Geen enkel rioolstelsel is daar tegen opgewassen.

Het antwoord op de vraag of er enig verband is tussen orkanen en de opwarming van de aarde is simpel. Ja er ís verband. Ruim 90 % van de extra opwarming komt terecht in de oceanen en zit in eerste instantie in de toplaag. Warm water is de enige drijvende kracht voor orkanen en boven water met temperaturen lager dan 25 graden ontstaan ze niet. Ze ontstaan vooral in het seizoen waarin temperaturen oplopen tot boven de 30 graden. De gemiddelde temperatuur van het water in de bovenste laag van alle oceanen (SST) is ten opzichte van vóór 1945 gestaag gestegen (anomaly) met ruim 0,5 0C en deze stijging correleert ruwweg met het gehalte broeikasgassen (Gtons Carbon) in de atmosfeer Hoeveel duidelijker kan het verband zijn?

Toch vinden we in de statistiek van honderden orkanen sinds 1850 geen duidelijke trend die correleert met de opwarming. Niet in het aantal en ook niet in het aantal van de zwaarste categorieën. Waarom vinden we een evident oorzakelijk verband niet terug in de statistiek?

Allereerst verloopt zoals gezegd slechts 0,04 % van de totale watercyclus via orkanen. Ten tweede bepalen we de categorie aan de hand van de maximale windsnelheden. De wind vormt slechts 0,25 % van de energie in een orkaan, dus als we het aantal krachtige orkanen tellen, kijken we naar een verschijnsel dat correleert met minder dan 0,1 miljoenste fractie van de energie in de totale aardse watercyclus. Aan zo’n kleine fractie kun je niet aflezen dat de totale watercyclus toeneemt. Dat zou betekenen dat je het gewicht van de pet van de kapitein kunt bepalen door het totale gewicht van het schip met kapitein plus pet te wegen en daarvan het gewicht van het schip met kapitein zonder pet af te trekken.

Op zich is dit niet zo erg, ware het niet dat het beter was geweest als we tegen Trump wel zouden kunnen zeggen dat zijn resort Mar-a Lago is vernietigd als gevolg van klimaatopwarming. Het niet kunnen vinden van de correlatie in de orkaanstatistiek gebruikt hij (dat wil zeggen de gebroeders Koch en soortgelijken) als bewijs dat er geen klimaatprobleem is. En het aantal personen in het Witte Huis dat wel een verband legt tussen Harvey, Irma en klimaatopwarming is dan ook volgens een Amerikaanse zegswijze “op één vinger van je derde hand te tellen”

Han Blok

Lees meer over:

Meer artikelen uit de categorie: Inzicht