当飓风袭击陆地时，破坏可能持续数年甚至数十年。 飓风对海洋的影响不太明显，但也很强大。
在一个 新的研究，我们通过实时测量表明，飓风不仅仅会搅动地表的水。 它们还可以将热量推入海洋深处，将热量锁住多年，最终影响远离风暴的地区。
热量是这个故事的关键组成部分。 众所周知，飓风 从温暖的海面温度获取能量。 这种热量有帮助 靠近海面的潮湿空气上升 就像热气球一样，形成比珠穆朗玛峰还高的云。 这就是为什么飓风通常在热带地区形成的原因。
我们发现，飓风最终也会通过增强海洋吸收和储存热量的能力来帮助变暖海洋。 这可能会产生深远的影响。
飓风如何从海洋热量中获取能量。 马凯文（Kelvin Ma）来自维基媒体, CC BY
当飓风将热量混合到海洋中时，这些热量不仅仅会在同一个地方重新出现。 我们展示了风暴产生的水下波浪如何推动热量 大约深四倍 而不是单独混合，将其发送到远离表面的深度。 从那里，深海洋流可以将其输送数千英里。 穿越西太平洋并袭击菲律宾的飓风最终可能会提供温暖的海水，从而在数年后使厄瓜多尔海岸升温。
在海上，寻找台风
2018 年秋天的两个月里，我们住在托马斯·G·汤普森号科考船上，记录菲律宾海如何应对不断变化的天气模式。 作为 海洋 科学家，我们研究海洋中的湍流混合以及产生这种湍流的飓风和其他热带风暴。
在我们实验的前半段，天空晴朗，风平浪静。 但下半年，三场大型台风（在世界这一地区被称为飓风）搅动了海洋。
这种转变使我们能够直接比较有风暴影响和没有风暴影响的海洋运动。 我们特别有兴趣了解海洋表面以下的湍流如何帮助将热量传递到深海。
我们使用一种称为微观结构剖面仪的仪器来测量海洋湍流，该仪器可以自由落体近 1,000 英尺（300 米），并使用类似于留声机针的探头来测量水的湍流运动。
飓风来袭时会发生什么
想象一下飓风经过之前的热带海洋。 地表有一层温水，温度超过 80 华氏度（27 摄氏度），受到太阳加热，延伸至地表以下约 160 英尺（50 米）。 下面是一层层较冷的水。
温差 各层之间的水保持分离，几乎无法相互影响。 你可以把它想象成一瓶未动摇的沙拉酱中油和醋的区别。
当飓风掠过热带海洋时，其强风会搅动水层之间的边界，就像有人摇动沙拉酱瓶一样。 在此过程中，冷的深层水从下方混合，温暖的表层水向下混合。 这会导致表面温度下降，使海洋在飓风过后的几天里比平常更有效地吸收热量。
二十多年来，科学家们 辩论过 飓风向下混合的温暖海水是否会加热洋流，从而塑造全球气候模式。 这个问题的核心是飓风是否能够将热量泵送到足够深的地方，使其在海洋中停留数年。
这些插图显示了飓风经过海洋之前、期间、之后以及之后的几个月内海洋热量的变化。 莎莉华纳, CC BY-ND
通过分析三场飓风前后进行的地下海洋测量，我们发现水下波将热量输送到海洋的深度大约是飓风期间直接混合的四倍。 这些由飓风本身产生的波将热量输送到足够深的地方，使其无法轻易释放回大气中。
深海热量的影响
一旦这些热量被大规模洋流吸收，它就可以被输送到海洋的遥远地方。
我们在菲律宾海研究的台风注入的热量可能按照目前将水从西向东输送穿过赤道太平洋的模式流向厄瓜多尔或加利福尼亚海岸。
此时，热量可能会通过以下方式混合回到表面： 浅滩流, 上涌 和 湍流混合。 一旦热量再次接近地表，就会使当地气候变暖并影响生态系统。
例如，珊瑚礁对长时间的热应激特别敏感。 厄尔尼诺事件是典型的罪魁祸首 厄瓜多尔的珊瑚白化但我们观察到的飓风产生的多余热量可能会导致远离风暴出现地点的珊瑚礁和珊瑚白化。
珊瑚礁是鱼类和其他海洋生物的重要栖息地，但它们受到海洋温度上升的威胁。 詹姆斯·瓦特来自 NOAA
飓风产生的多余热量也有可能在海洋中停留数十年或更长时间，而不会返回表面。 这实际上会对气候变化产生缓解影响。
当飓风将热量从海洋表面重新分配到更深处时，它们可以通过将热量隔离在海洋中来帮助减缓地球大气层的变暖。
长期以来，科学家们一直认为飓风是由海洋热量引发并受地球气候影响的极端事件。 我们的发现发表在《美国国家科学院院刊》上的文章通过表明相互作用是双向的——飓风本身有能力使海洋升温并塑造地球气候，为这个问题增添了一个新的维度。
关于作者
诺埃尔·古铁雷斯·布里苏埃拉，博士。 物理海洋学候选人， 美国加州大学圣地亚哥分校 和 莎莉华纳，气候科学副教授， 布兰代斯大学
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