新研究顯示，颶風將熱量推入海洋的深度比科學家想像的更深，促進了長期海洋暖化

當颶風襲擊陸地時，破壞可能持續數年甚至數十年。颶風對海洋的影響較不明顯，但也很強大。

在一個新研究，我們透過即時測量表明，颶風不僅會攪動地表的水。它們還可以將熱量推入海洋深處，將熱量鎖住多年，最終影響遠離風暴的地區。

熱量是這個故事的關鍵組成部分。眾所周知，颶風從溫暖的海面溫度獲取能量。這種熱量有幫助靠近海面的潮濕空氣上升就像熱氣球一樣，形成比珠穆朗瑪峰還高的雲。這就是為什麼颶風通常在熱帶地區形成的原因。

我們發現，颶風最終也會透過增強海洋吸收和儲存熱量的能力來幫助暖化海洋。這可能會產生深遠的影響。

當颶風將熱量混合到海洋中時，這些熱量不僅會在同一個地方重新出現。我們展示了風暴產生的水下波浪如何推動熱量大約深四倍而不是單獨混合，將其發送到遠離表面的深度。從那裡，深海洋流可以將其輸送數千英里。穿越西太平洋並襲擊菲律賓的颶風最終可能會提供溫暖的海水，從而在數年後使厄瓜多爾海岸升溫。

在海上，尋找颱風

2018 年秋天的兩個月裡，我們住在托馬斯湯普森號科考船上，記錄菲律賓海如何應對不斷變化的天氣模式。作為海洋 科學家，我們研究海洋中的湍流混合以及產生這種湍流的颶風和其他熱帶風暴。

在我們實驗的前半段，天空晴朗，風平浪靜。但下半年，三場大型颱風（在世界這一地區被稱為颶風）攪動了海洋。

這種轉變使我們能夠直接比較有風暴影響和沒有風暴影響的海洋運動。我們特別有興趣了解海洋表面以下的湍流如何幫助將熱量傳遞到深海。

我們使用一種稱為微觀結構剖面儀的儀器來測量海洋湍流，該儀器可以自由落體近 1,000 英尺（300 公尺），並使用類似於留聲機針的探頭來測量水的湍流運動。

颶風來襲時會發生什麼

想像一下颶風經過之前的熱帶海洋。地表有一層溫水，溫度超過 80 華氏度（27 攝氏度），被太陽加熱，延伸到地表以下約 160 英尺（50 公尺）。下面是一層層較冷的水。

這溫差各層之間的水保持分離，幾乎無法相互影響。你可以把它想像成一瓶未動搖的沙拉醬中油和醋的區別。

當颶風掠過熱帶海洋時，其強風會攪動水層之間的邊界，就像有人搖晃沙拉醬瓶一樣。在此過程中，冷的深層水從下方混合，溫暖的表層水向下混合。這會導致表面溫度下降，使海洋在颶風過後的幾天裡比平常更有效地吸收熱量。

二十多年來，科學家們已經爭論過颶風向下混合的溫暖海水是否會加熱洋流，進而塑造全球氣候模式。這個問題的核心是颶風是否能夠將熱量泵送到足夠深的地方，使其在海洋中停留數年。

透過分析三場颶風前後進行的地下海洋測量，我們發現水下波將熱量輸送到海洋的深度大約是颶風期間直接混合的四倍。這些由颶風本身產生的波將熱量輸送到足夠深的地方，使其無法輕易釋放回大氣中。

深海熱的影響

一旦這些熱量被大規模洋流吸收，它就可以被輸送到海洋的遙遠地方。

我們在菲律賓海研究的颱風注入的熱量可能按照目前將水從西向東輸送穿過赤道太平洋的模式流向厄瓜多爾或加州海岸。

此時，熱量可能會透過以下方式混合回到表面：淺灘流,上升流和湍流混合。一旦熱量再次接近地表，就會使當地氣候變暖並影響生態系統。

例如，珊瑚礁對長時間的熱應激特別敏感。厄爾尼諾事件是典型的罪魁禍首厄瓜多珊瑚白化但我們觀察到的颶風產生的多餘熱量可能會導致遠離風暴出現地點的珊瑚礁和珊瑚白化。

颶風產生的多餘熱量也有可能在海洋中停留數十年或更長時間，而不會回到表面。這實際上會對氣候變遷產生緩解影響。

當颶風將熱量從海洋表面重新分配到更深處時，它們可以透過將熱量隔離在海洋中來幫助減緩地球大氣層的變暖。

長期以來，科學家一直認為颶風是由海洋熱量引發並受地球氣候影響的極端事件。我們的發現發表在《美國國家科學院院刊》上的文章透過表明相互作用是雙向的——颶風本身有能力使海洋升溫並塑造地球氣候，為這個問題增添了一個新的維度。

諾埃爾·古鐵雷斯·布里蘇埃拉，博士。物理海洋學候選人，加州大學聖地牙哥分校和莎莉華納，氣候科學副教授，布蘭迪斯大學

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