พายุเฮอริเคนปล่อยคาร์บอนและเติมชีวิตสู่มหาสมุทร

ผลกระทบที่ตามมาหลังจาก พายุหมุนเขตร้อน—พายุที่รุนแรงและหมุนวนซึ่งก่อตัวเหนือมหาสมุทรในเขตร้อนคืออะไร? หลายคนคงนึกภาพถึงความเสียหายหรือแม้แต่ความตาย ดังเช่นพายุเฮอริเคนแคทรินา อย่างไรก็ตาม งานวิจัยใหม่เน้นย้ำถึงผลกระทบต่อมหาสมุทรที่หลายคนอาจไม่เคยทราบ

ทีมนักวิจัยได้ใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อจำลองพายุหมุนเขตร้อนที่มีความละเอียดสูง และตรวจสอบผลกระทบต่อการแลกเปลี่ยนคาร์บอนระหว่างมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศ ผลลัพธ์ของพวกเขามีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจว่าภาวะโลกร้อนอาจส่งผลกระทบต่อพายุเหล่านี้อย่างไร

“แบบจำลองระบบโลกโดยทั่วไปทำงานด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่ 100 ถึง 200 กม. [62 ถึง 224 ไมล์] ซึ่งหยาบเกินไปสำหรับการแสดงกลไกขนาดเล็กและเหตุการณ์สุดขั้ว เช่น พายุหมุนเขตร้อนที่รุนแรง (เช่น พายุเฮอริเคน)” นักวิจัยเขียนไว้ในการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อสัปดาห์ที่แล้วในวารสาร PNAS “เรานำเสนอแบบจำลองระบบโลกขนาด [กิโลเมตร] ที่แก้ไขปฏิกิริยาระหว่างพายุไซโคลนที่รุนแรงมากและวัฏจักรคาร์บอนในมหาสมุทรด้วยความละเอียดสูงอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน (5 กม. [2.7 ไมล์] มหาสมุทรและบรรยากาศ)”

ทีมงานได้ศึกษาพายุหมุนเขตร้อนที่รุนแรงที่สุดสองลูกในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือด้านตะวันตกจากการจำลองหนึ่งปี โดยทั้งสองลูกมีความเร็วลมเกิน 124 ไมล์ต่อชั่วโมง (เกิน 200 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) และการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นหลังจากนั้น ทั้งสองเป็นพายุเฮอริเคน—พายุโซนร้อนจะถือว่าเป็นพายุเฮอริเคน หากความเร็วลมพื้นผิวถึง 73.8 ไมล์ต่อชั่วโมง (118.8 กม./ชม.) หรือเร็วกว่านั้น ตามข้อมูลของนักวิจัย พายุลูกที่สองก่อตัวขึ้นประมาณหนึ่งสัปดาห์หลังจากลูกแรก

โดยการกวนผิวน้ำทะเล พายุเฮอริเคนจะผสมมวลน้ำและทำให้มหาสมุทรแลกเปลี่ยนความร้อนและคาร์บอนกับชั้นบรรยากาศ การจำลองแสดงให้เห็นว่าพายุกໍ່ให้เกิดการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศทันที ซึ่งเป็นเหตุการณ์ที่รุนแรงกว่า 20 ถึง 40 เท่า เมื่อเทียบกับสิ่งที่เกิดขึ้นในสภาพอากาศปกติ พายุไซโคลนยังลดอุณหภูมิผิวน้ำทะเล ซึ่งเพิ่มการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ของน้ำเป็นเวลาหลายสัปดาห์หลังจากพายุพัดผ่าน เมื่อรวมกันแล้ว ผลลัพธ์สุดท้ายคือการดูดซับที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อย

“เป็นเรื่องน่าตื่นเต้นที่ได้เรียนรู้ว่าด้วยเหตุนี้ พายุเฮอริเคนยังเพิ่มปริมาณคาร์บอนอินทรีย์ที่จมลงในมหาสมุทร ซึ่งมีส่วนช่วยในการกักเก็บคาร์บอนในระยะยาวในชั้นมหาสมุทรที่ลึกลงไป” Tatiana Ilyina ผู้ร่วมเขียน งานวิจัย และหัวหน้ากลุ่มที่สถาบัน Max Planck สำหรับอุตุนิยมวิทยา กล่าวใน แถลงการณ์ ของ Max Planck

ยิ่งไปกว่านั้น นักวิจัยพบว่าผลกระทบจากการผสมน้ำของพายุเฮอริเคนได้ดึงธาตุอาหารขึ้นสู่ผิวน้ำ โดยการจำลองแสดงให้เห็นว่าแพลงก์ตอนพืชเติบโตขึ้นสิบเท่า ผลิตผลนี้คงอยู่เป็นเวลาสองสามสัปดาห์หลังจากที่พายุเฮอริเคนพัดผ่าน และแพร่กระจายไปทั่วพื้นที่สำคัญของมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือด้านตะวันตกบนกระแสน้ำในท้องถิ่น ซึ่งพายุเฮอริเคนได้ทวีความรุนแรงขึ้นบางส่วน

ในขณะที่นักวิจัยเคยสังเกตพลวัตเหล่านี้มาก่อนหน้านี้ “การจำลองนี้ช่วยให้เราศึกษาพวกมันในรายละเอียดและเชื่อมโยงพวกมันเข้ากับระดับโลก ซึ่งมีความสำคัญหากเราต้องการทำความเข้าใจว่าพายุหมุนเขตร้อนอาจตอบสนองต่อและส่งผลกระทบต่อสภาพอากาศของเราภายใต้ภาวะโลกร้อนอย่างไร” David Nielsen ผู้เขียนคนแรกของการศึกษาและ postdoc ที่สถาบัน Max Planck สำหรับอุตุนิยมวิทยา กล่าว

ต่อไปในอนาคตเกี่ยวกับ พายุเฮอริเคน

ก้าวไปข้างหน้า Nielsen และเพื่อนร่วมงานของเขาจะตรวจสอบกระบวนการอื่นๆ ในระดับกิโลเมตรและผลกระทบต่อวัฏจักรคาร์บอนในมหาสมุทร รวมถึงในภูมิภาคขั้วโลก