Cyclonen en klimaatverandering
Verwoestende kracht gevoed door opwarmende oceanen
Tyfoon Haiyan liet een spoor van vernieling achter op de Filipijnen. Van verschillende kanten werd gesuggereerd dat klimaatverandering de oorzaak was van de uitzonderlijke kracht. Dat lijkt bij deze tyfoon niet terecht, maar kan dat in de toekomst wel worden.
De schokkende beelden van de verwoestingen op de Filipijnen, veroorzaakt door de tyfoon Haiyan, staan bij velen op netvlies gegrift . Haiyan is een van de zwaarste tropische cyclonen sinds mensenheugenis, misschien wel de zwaarste ooit. We kunnen dat niet met zekerheid zeggen omdat we geen goede metingen hebben van tropische cyclonen vóór het tijdperk van satellietmetingen, dat eind jaren '70 begon. De schattingen voor de laagste luchtdruk van Haiyan variëren tussen 860 en 880 hPa; het vorige diepterecord was 870 hPa bij de tyfoon Tip, die Japan trof in 1979.
In alle opzichten was Haiyan uitzonderlijk. De wind bereikte een snelheid van 235 km/uur (gemeten over 10 minuten) met als uitschieters windvlagen van 380 km/uur. De vloedgolven bereikten hoogten tot 10 meter en hadden tsunami-achtige eigenschappen. De kracht van een tropische cycloon wordt uitgedrukt in de Saffier-Simpson-schaal die van 1-5 loopt. Haiyan was een categorie 5-cycloon van buitengewone proporties toen hij de Filipijnen bereikte.
In de media klonken geluiden dat de enorme kracht van deze cycloon te maken moest hebben met de klimaatopwarming. Om die discussie te kunnen volgen moet je iets weten over het ontstaan van cyclonen en voorspellingen aan de hand van modellen.
Speciale omstandigheden
Tropische cyclonen ontstaan in de tropen boven zeewater dat warmer is dan 27 °C. Ze komen vooral voor in de Grote Oceaan en in iets mindere mate in de Noord-Atlantische Oceaan. Afhankelijk van waar ze optreden, heten ze tyfoon (Grote Oceaan), orkaan (Atlantische Oceaan), hurricane (Caribisch gebied) en Willy Willie (Australië) – namen die de lokale bevolking eraan heeft gegeven.
Tropische cyclonen gaan gepaard met hevige regenval. Voor Haiyan zijn waarden gemeten van meer dan 60 millimeter in één uur. Dat is evenveel neerslag als er gemiddeld in een maand in Nederland valt. De bij de regen vrijkomende energie vormt de energiebron van de cycloon. Alleen als het zeewater 27 °C of hoger is, verdampt er genoeg water, gevolgd door neerslag en komt er voldoende energie vrij (latent heat) om een tropische cycloon te kunnen voeden. Het beginstadium van tropische cyclonen is een verzameling grote buiencomplexen. Onder speciale omstandigheden vormen deze een grote wervel van enkele honderden kilometers doorsnede, een tropische storm. Wanneer deze wervel zich verder uitdiept en windsnelheden van meer dan 119 km/uur bereikt, spreken we over een tropische cycloon.
De belangrijkste voorwaarden waaronder grote regenbuicomplexen kunnen uitgroeien tot tropische cyclonen zijn – behalve warm zeewater – een cyclonale (tegen de wijzers van de klok in op het noordelijk halfrond, met de wijzers van de klok mee op het zuidelijk halfrond) beweging van de overheersende winden (‘achtergrondcirculatie’) en weinig tot geen verticale ‘windschering’. Het laatste wil zeggen dat de wind over de hele hoogtekolom nauwelijks in richting of snelheid verandert. Als de verticale windschering te groot is, worden de wolkentoppen van de regenbuien weggeblazen en kan er geen homogene verticale structuur ontstaan. Door de cyclonale achtergrondcirculatie gaan de buien ronddraaien en kunnen ze een grootschalige wervel gaan vormen.
Indien al deze factoren samenwerken, ontstaat er een tropische cycloon. In de Noord-Atlantische Oceaan zijn dat er gemiddeld tien per jaar. In de Grote Oceaan treden ze veel vaker op: ongeveer 25 per jaar. Precies op de evenaar komen ze niet voor omdat daar geen ‘corioliskracht’ bestaat. De corioliskracht hangt samen met de draaiing van de aarde en is nul op de evenaar en maximaal op de polen. Deze kracht is de oorzaak van de grote wervels in de atmosfeer zoals depressies en tropische cyclonen. Zonder deze kracht zou de wind direct van hoge naar lage luchtdruk waaien.
Tropische cyclonen worden meegevoerd met de passaatwinden. De meeste bewegen daarom naar het westen. Omdat de corioliskracht naar de polen toeneemt, worden ze ook in die richting afgebogen. In hun eindstadium raken ze soms zo ver poolwaarts, dat ze in de gordel van westenwinden terechtkomen. Ze doven dan uit door het koude zeewater en de sterke windschering. Boven land lossen ze op door het gebrek aan vocht. Het tropische cycloonseizoen loopt van het eind van de zomer tot en met het najaar, wanneer het zeewater het warmst is. Voor de Noord-Atlantische Oceaan is dit van augustus tot en met oktober.
Het aantal tropische cyclonen verschilt sterk van jaar tot jaar. Gedurende een El Niño, wanneer de Grote Oceaan rond de evenaar sterk is opgewarmd, neemt boven de Atlantische Oceaan de windschering sterk toe. In El Niño-jaren komen er daarom relatief weinig orkanen voor boven de Noord-Atlantische Oceaan. Boven de Grote Oceaan juist meer vanwege het warme zeewater.
Voorspellingen
Aan het begin van het seizoen worden wereldwijd verwachtingen opgesteld van het aantal tropische cyclonen. De Wereld Meteorologische Organisatie (WMO) heeft voor elk gebied waar tropische cyclonen voorkomen instituten aangewezen die orkaanverwachtingen opstellen en waarschuwingen uitgeven. Voor de Noord-Atlantische Oceaan is dat bijvoorbeeld het National Hurricane Center in Miami, voor het noordelijk deel van de Grote Oceaan is dat het Tokyo Typhoon Center. Daarnaast zijn er particuliere sites die zeer goede informatie geven, zoals Tropical Storm Risk (www.tropicalstormrisk.com, een gezamenlijk initiatief van verzekeringsmaatschappijen) en Weather Underground (www.wunderground.com).
Om cyclonen te identificeren, krijgen ze namen die van tevoren zijn vastgesteld. De lijst van namen wordt elke tien jaar herhaald. Als een tropische cycloon heel dramatisch is geweest, zoals Haiyan en Katerina, wordt deze naam nooit meer gebruikt.
Wanneer een tropische cycloon eenmaal is ontstaan, kunnen de baan en intensiteit daarvan tegenwoordig goed met computermodellen voorspeld worden. Voor de tyfoon Haiyan konden daardoor achthonderdduizend mensen tijdig geëvacueerd worden. Waarom dan toch nog zo veel slachtoffers? Het getroffen gebied bestaat uit relatief kleine eilanden waardoor het lastig was om alle mensen naar een veilig achterland te evacueren. Verder bleken veel schuilplaatsen zoals scholen niet bestand tegen de enorme kracht van Haiyan. Ten slotte werden, door de lage ligging van het getroffen gebied, veel mensen door de vloedgolven getroffen.
De geschiedenis heeft geleerd dat door dit soort vreselijke rampen overheden zich beter leren te wapenen tegen toekomstige tropische cyclonen. Bangladesh en India hebben in het recente verleden grote vooruitgang geboekt om het aantal slachtoffers van tropische cyclonen te verminderen dankzij een goed werkend waarschuwingssysteem en adequate schuilplaatsen. Een simpel platform op betonnen palen kan het aantal slachtoffers sterk verminderen. De materiële schade en het verwoestend effect op de economie zoals de vernietiging van oogsten zijn echter nauwelijks te voorkomen.
Klimaatverandering
Omdat in een warmer klimaat de zeewatertemperaturen stijgen, is de algemene verwachting dat tropische cyclonen sterker zullen worden. Modelberekeningen ondersteunen dit en laten een toename zien van de zwaarste categorie tropische cyclonen. Het aantal tropische cyclonen neemt volgens deze berekeningen echter af omdat het midden van de troposfeer sterker opwarmt dan het aardoppervlak en dat maakt de atmosfeer stabieler. De buiencomplexen kunnen zich dan minder makkelijk verder ontwikkelen tot een tropische cycloon. Maar de veranderingen zijn niet overal hetzelfde. De grootste wijzigingen lijken plaats te vinden in de Atlantische Oceaan; voor het westelijk deel van de Grote Oceaan zijn de veranderingen beperkt. Ook de waarnemingen vertonen nog geen duidelijke veranderingen van het cycloonklimaat voor dit deel van de Grote Oceaan, waarin ook de Filipijnen liggen. Er zijn daarom op dit moment geen aanwijzingen dat Haiyan het gevolg is van klimaatverandering. De uitzonderlijke kracht van deze cycloon was voornamelijk het gevolg van het samenvallen van toevallige factoren.
En Europa?
Vorig jaar werd New York geteisterd door Sandy, een van oorsprong tropische cycloon die op zijn weg naar de gematigde streken ook de karakteristieken van een storm op de gematigde breedte kreeg. Dergelijke hybride stormen komen regelmatig voor langs de oostkust van Noord-Amerika tot aan New Foundland toe. Europa is daarvan tot nu toe gevrijwaard gebleven. De restanten van tropische orkanen die ons bereiken, zijn zeer verzwakt. Recente simulaties door het klimaatmodel van het KNMI suggereren dat dit in een warmer klimaat kan veranderen en Sandy’s ook de kust van West-Europa kunnen bedreigen. Nader onderzoek is echter nodig om deze hypothese verder te kunnen staven.