”Se tuntuu kuin olisi vanhassa puisessa vuoristoradassa ja ajaisi autopesulan läpi.” Näin kuvailee yhdysvaltalainen komentajakapteeni Kevin Doremus lentomatkaa 5. voimakkuusasteen Dorian-hurrikaanin läpi vuonna 2019 Bahaman yllä. Se oli mittaushistorian rajuin myrsky Bahamalla.
Odotettavissa tosin on sitäkin rajumpia hurrikaaneja.
Kun japanilaisen Okinawan yliopiston tutkijat kävivät läpi tietoja hirmumyrskyistä 50 viime vuoden ajalta, he huomasivat, että myrskyt ovat tulleet rajummiksi ja jatkuvat pidempään sen jälkeen, kun ne ovat iskeneet maihin.
Kehitys näyttää vain kiihtyvän, kun ilmastonmuutos kiihtyy. Odotettavissa on supermyrskyjä, joiden tuulennopeus on yli 300 kilometriä tunnissa. Sellaisten aiheuttamat tulot olisivat valtavat.
Maapallon liike nostattaa myrskyjä
Trooppisia hirmumyrskyjä kutsutaan eri nimillä eri puolilla maapalloa. Amerikassa puhutaan hurrikaaneista, Intian valtamerellä sykloneista ja Kaakkois-Aasiassa taifuuneista. Kyse on kuitenkin samasta ilmiöstä.
Välimeressä on alkanut esiintyä syys-tammikuussa ensimmäisen asteen myrskyjä. Näille on annettu nimi "medicane" eli Välimeren hurrikaani . Ne aiheuttavat rankkasateita ja maanvyörymiä.
Tavallisesti trooppiset hirmumyrskyt syntyvät päiväntasaajan tuntumassa, kun meriveden lämpötila on vähintään 26,5 astetta. Silloin meren pinnan tuntumasta nousee lämmintä ja kosteaa ilmaa, jolloin alueelle syntyy matalapaine.
Matalapaine imee ympäriltään ilmamassoja, jotka samalla saavat osansa meriveden lämmöstä. Lämmetessään ilmamassat kohoavat ja ruokkivat pilveä vesihöyryllä ja lämmöllä.
Pelkkä matalapaineen täyttyminen ympäristön ilmamassoilla ei riitä synnyttämään hirmumyrskyä. Siihen tarvitaan coriolisvoima, joka panee ilmamassat pyörteeseen. Coriolisvoiman saa aikaan maapallon pyörimisliike.
Coriolisvoima pitää syntyvän myrskyalueen pyörrettä yllä niin, että myrsky voi kerätä yhä enemmän voimaa ja kosteutta.
Lämmin merivesi antaa vauhtia myrskylle
Mitä enemmän ilmasto lämpenee, sitä enemmän meristä haihtuu vettä ja sitä rajummaksi myrskyt tulevat. Jo yhden asteen nousu meriveden lämpötilassa lisää vesihöyryn määrää ilmakehässä seitsemällä prosentilla.
1. Vesihöyrystä syntyy pilviä
26,5-asteisesta merestä haihtuu paljon vesihöyryä. Lämmin, kostea ilmamassa kohoaa, ja sen tilalle merenpinnan tuntumaan imeytyy uutta ilmaa. Sitä mukaa kuin vettä höyrystyy lisää, ilman kierto voimistuu ja pilviä syntyy yhä enemmän.
2. Maan pyöriminen vääntää tuulia
Vesihöyrystä ja liikkuvista ilmamassoista syntyy ukkospilviä. Maapallon pyörimisliikkeen aiheuttama coriolisvoima saa ukkospilven kiertämään myrskykeskusta, jolloin syntyy tyyni alue eli niin sanottu myrskyn silmä.
3. Myrsky osuu maihin
Samalla kun myrskypilvet kiertävät myrskyn silmää, ne imevät merestä lisää kosteutta, joka voimistaa myrskyä. Mitä lämpimpi meri on, sitä kauemmin myrsky saa energiaa ja sitä pidempään se jatkuu sen jälkeenkin, kun se on osunut maihin.
Trooppiset hirmumyrskyt jaetaan viiteen ryhmään Saffirin-Simpsonin asteikon mukaan. Ensimmäisen asteen myrskyjen tuulennopeus on yli 120 kilometriä tunnissa. Viidennen asteen myrskyssä tuuli puhaltaa yli 250 kilometriä tunnissa. Sellaisen myrskyn seuraukset ovat katastrofaaliset.
USA:ssa on tilastointihistorian aikana rekisteröity 49 viidennen asteen hirmumyrskyä. Niistä kymmenessä tuulennopeus oli yli 290 kilometriä tunnissa. Se on niin paljon, että osa tutkijoista on ehdottanut asteikon täydentämistä 6. asteella, sillä lämpenevä ilmasto voimistaa myrskyjä.
Myrskyt yhä tuhoisampia
Iso joukko tutkijoita on varoittanut, että tulevaisuudessa myrskyt muuttuvat yhä rajummiksi ja tuhoisammiksi.
”Siitä on vielä erimielisyyttä, lisääntyvätkö myrskyt tulevaisuudessa, mutta siitä ei ole epäilystä, että voimakkaimmat myrskyt voimistuvat entisestään,” sanoo Eigil Kaas, joka on ilmatieteen professori Kööpenhaminan yliopistossa.
Syynä on ennen kaikkea meriveden lämpeneminen, joka tuottaa ilmakehään lisää vesihöyryä ja siten lisää energiaa myrskyille.
Ratkaisevaa on se, että lämpeneekö ilmasto yhden vai kaksi astetta. Yhden asteen lämpeneminen tarkoittaisi niin sanotun Clausiuksen-Clapeyronin-yhtälön mukaan sitä, että vesihöyryn määrä ilmakehässä nousee seitsemän prosenttia. Kahden asteen lämmönnousu tarkoittaisi 14 prosenttia lisää vesihöyryä.
Vuoden 1880 jälkeen merenpinnan taso maailmassa on noussut lähes 24 senttiä. Suurin osa noususta on tapahtunut 30 viime vuoden aikana, kun napajäät ja jäätiköt ovat sulaneet. Kun merenpinta nousee, myrskyjen nostattamat vesimassat ulottuvat yhä kauemmas sisämaahan.
Ilmaston lämpeneminen tuo myös lisää sateita ja niiden mukana tulvia kauas rannikoilta. Rannikoilla tuhoa tekee myrskyvuoksi eli tuulen rantaan ajamien vesimassojen aiheuttama tulva. Vuoden 1970 jälkeen lähes 60 prosenttia muista kuin myrskyvuoksen aiheuttamista kuolonuhreista on syntynyt sisämaan tulvissa. Rankkasateet lisäävät myös juomaveden saastumisen riskiä.
Myrskyt eivät siis ole vain rannikkoseutujen uhka.
Ilmastotutkijat Lin Li ja Pinaki Chakraborty Okinawan yliopistosta ovat vertailleet Pohjois-Atlantilla 50 viime vuoden aikana havaittuja myrskyjä. Heidän tutkimuksensa mukaan myrskyt ovat muuttuneet yhä pitkäkestoisemmiksi. Ennen myrskyt menettivät keskimäärin 75 prosenttia voimakkuudestaan vuorokauden kuluessa osuttuaan rantaan. Nyt luku on 50 prosenttia.
Kun ilmasto lämpenee, myrskyt riehuvat siis yhä pidempään myös sisämaassa. Samalla uhrien määrä kasvaa.
Tuhojen kasvu ei johdu vain ilmastonmuutoksesta. Asutus keskittyy yhä enemmän rannikoille, ja siksi myös myrskytuhot siellä kasvavat.
Kun lähestyt myrskyn silmää, törmäät vesimuuriin. Kevin Doremus, NOAA:n laivastokapteeni.
Pelkästään Yhdysvalloissa rannikoilla elää 95 miljoonaa ihmistä. Meksikonlahden rannoilla on 60 miljoonaa asukasta. Myrskyille alttiiden rannikkoseutujen väestönkasvu on lisääntynyt yli 15 prosenttia vuoden 2000 jälkeen.
Kun myrsky lähestyy, joukko tutkijoita nousee ilmaan varoittaakseen vaaravyöhykkeen asukkaita.
Lento myrskyn silmään
USA:n ilmatieteen laitoksen NOAA:n hurrikaaninmetsästäjät ovat tehneet tiedonkeruulentoja Atlantin ja Tyynenmeren myrskyalueille vuodesta 1944 lähtien.
Lennoilla kerätään tietoja muun muassa myrskyalueiden tuulennopeudesta ja ilmanpaineesta. Niitä ei aina voi mitata tutkan tai satelliittien avulla.
”Kun lähestyy myrskyn silmää, vastaan tulee vesimuuri. Silloin ikkunoista ei näy mitään. On kuin joku ruiskuttaisi paloletkulla. Silloin ei auta kuin jatkaa eteenpäin,” kertoo komentajakapteeni Kevin Doremus Tieteen Kuvalehdelle.
Domerus tekee päivittäin tutkimuslentoja erikoisrakenteisella Lockheed Martin WP-3D Orion -partiointilentokoneella. Se on maalattu NOAA:n väreillä eli sini-valkoiseksi, mikä saa sen näyttämään vähän matkustajakoneelta. Ulkonäkö kuitenkin pettää. Sisällä on huipputekniikkaa, joka vetää vertoja kansainvälisille sääpalveluille.
Myrskypartion lentokoneessa on kolme tutkaa ja mikroaaltoradiometri, joilla mitataan tuulennnopeutta ja sademäärää merenpinnan tuntumassa. Nämä tiedot ovat tärkeitä, kun laaditaan varoituksia myrskyvuoksesta.
Lisäksi myrskyyn pudotetaan lentokoneesta luotaimia, jotka leijuvat laskuvarjon varassa myrskyn läpi ja mittaavat muun muassa sen ilmanpaineen ja lämpötilan.
Ennusteet rajumyrskyjen yleistymisestä ovat saaneet myös Kiinan ja Japanin valvomaan Tyynenmeren sykloneita lentokoneilla
Hongkongin sääpalvelu on vuodesta 2011 alkaen tarkkaillut lentokoneista taifuuneja, jotka iskevät Kiinan kaakkoisrannikolle noin seitsemän kertaa vuodessa. Vuonna 2017 Japani lähetti lentokoneen Lan-taifuuniin, kun se lähestyi Honshun saarta.
Suurimmassa vaarassa on kuitenkin Yhdysvaltojen etelärannikko.
Miami on tuhoon tuomittu
Jos Floridan kaakkoisrannikolle osuisi 5. asteen hirmumyrsky, Miamin kaupunki tuhoutuisi. Tuhon taloudelliset vaikutukset olisivat maailmanlaajuiset.
Floridan kansainvälisen yliopiston professori ja myrskytutkija Shahid Hamid arvioi, että viidennen asteen hirmumyrsky tekisi Miamissa 250 miljardin dollarin tuhot.
Miami on jo saanut kokea hirmumyrskyn seuraukset.
Vuonna 1926 Miamiin iski raju hirmumyrsky, joka sai nimen Great Miami Hurricane. Sen aiheuttamien tuhojen korjaaminen oli niin iso taakka Yhdysvaltojen julkiselle taloudelle, että niitä pidetään yhtenä syynä 1930-luvun lamaan.
Newyorkilaisen Columbia-yliopiston professori Suzana Camargo on tutkinut Miamin hirmumyrskyä. Hän pitää huolestuttavana sitä, että asutus keskittyy myrskylle alttiille alueille. Vuonna 1926 Miamissa oli 60 000 asukasta. Nyt asukasluku on yli 500 000.
”Tulevaisuudessa myrskyjen inhimilliset seuraukset ovat suuremmat, koska olemme rakentaneet suurkaupunkeja alttiille vyöhykkeellä. Se on kiireellisempi ongelma kuin se, että myrskyt voimistuvat,” hän kertoo Tieteen Kuvalehdelle.
On arvioitu, että jos viidennen asteen hurrikaani osuu Kaakkois-Floridaan, suuri osa Miamista todennäköisesti sortuu maan tasalle.
Camargo laatii ennusteita sään kehityksestä ilmastomallien ja tietokonesimulaatioiden pohjalta.
Vaikka tietokonemalleihin liittyy epävarmuustekijöitä, Camargo uskoo, että vuosisadan lopulla myrskyt ovat paljon rajumpia ja tuovat enemmän sadetta kuin tähän asti.
Supertietokoneet ennustavat myrskyjä
Nykyään sään ennustamiseen käytetään supertietokoneita, joilla voidaan yhä tarkemmin jäljitellä myrskyjen käyttäytymistä ja laskea meren ja ilmakehän pilvien, pölyn ja muiden ilman hiukkasten vaikutus.
Suzana Camargon mukaan tietokonemallit kehittyvät koko ajan ja siten myös sääennusteet tulevat tarkemmiksi.
Kun ennusteet tarkentuvat, vaaravyöhykkeellä asuvat ihmiset ehditään evakuoida myrskyn tieltä entistä aikaisemmin. Näin ihmisuhrien määrä ei välttämättä kasva, vaikka myrskyt ovat rajumpia ja jatkuvat pidempään kuin ennen.
Tulevaisuudessa myrskyjen inhimilliset seuraukset ovat pahemmat, koska olemme rakentaneet suurkaupunkeja vaaravyöhykkeelle. Suzana Camargo, ilmastotutkija.
Vaikka sääpalvelujen supertietokoneiden laskentateho kasvaa, myös NOAA:n lentäviä myrskynmetsästäjiä tarvitaan myös tulevaisuudessa.
”Ilman muuta,” Suzana Camargo sanoo. ”Tietokoneelle pitää syöttää tietoja, ja niitä saadaan vain lentämällä myrskyn läpi.”
Pienetkin muutokset tietokonemalliin syötetyssä raakadatassa vaikuttavat suuresti lopulliseen ennusteeseen syntymässä olevasta myrskystä. Vähäinen ero lähtötiedoissa voi tarkoittaa suurta muutosta myrskyn suunnassa, voimakkuudessa ja laajuudessa.
”Se on niin sanottu perhosvaikutus.”
Kevin Doremusilla on siis edessään vielä monta lentoa myrskyn silmään.
Tältä näyttää Dorian-hurrikaanin silmässä. Dorian oli 5. asteen hirmumyrsky, joka riehui USA:n itärannikolla vuonna 2019.