飓风袭击陆地时，破坏力可能持续数年甚至数十年。飓风对海洋的影响虽然不那么明显，但同样强大。
在一个新研究我们通过实时测量发现，飓风不仅仅会搅动水面，还会将热量推入海洋深处，并可能将其封存数年，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。人们早就知道飓风从温暖的海面温度中获取能量. 这种热量有助于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层。这就是飓风通常形成在热带地区的原因。
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而使海洋变暖。这可能会产生深远的影响。
飓风如何从海洋热量中汲取能量。
当飓风将热量混入海洋时，热量不会在同一个地方重新浮出水面。我们展示了风暴产生的水下波浪如何推动热量深度大约是原来的四倍而不是单独混合，而是将其送至远离地表的深处，热量被困在那里。从那里，深海洋流可以将其输送数千英里。一场横跨西太平洋并袭击菲律宾的飓风最终可能会提供暖水，几年后使厄瓜多尔海岸升温。
在海上寻找台风
2018 年秋季的两个月里，我们住在托马斯·汤普森号研究船上，记录菲律宾海如何应对不断变化的天气模式。海洋 科学家们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。但在实验的后半段，三场大型台风（该地区的飓风）搅动了海洋。
微结构剖面仪用于测量海洋湍流。该剖面仪由俄勒冈州立大学海洋混合小组设计和制造。
图片来源：Sally Warner
这种转变使我们能够直接比较受风暴影响和不受风暴影响的海洋运动。我们尤其感兴趣的是了解海洋表面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结构剖面仪的仪器来测量海洋湍流，该仪器自由落体近 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。
飓风来临时会发生什么
想象一下飓风经过之前的热带海洋。表面是一层温水，温度超过 80 华氏度（27 摄氏度），受太阳加热，延伸到海面以下约 160 英尺（50 米）。在它下面是一层更冷的水。
这温差各层之间的间隙使水彼此分离，几乎不会相互影响。你可以把它想象成一瓶未摇晃的沙拉酱中油和醋之间的分隔。
当飓风经过热带海洋时，其强风会搅动水层之间的边界，就像有人摇晃沙拉酱瓶一样。在此过程中，寒冷的深水从下方混合上来，温暖的地表水向下混合。这导致表面温度下降，使海洋在飓风过后的几天内比平时更有效地吸收热量。
二十多年来，科学家们已经辩论过飓风向下混合的暖水是否能加热洋流，从而改变全球气候模式。这个问题的核心是飓风能否将热量输送到足够深的地方，使其在海洋中停留数年。
这些图表展示了飓风过境前、过境期间、过境后以及过境后的数月内海洋热量的变化情况。
通过分析三次飓风前后的地下海洋测量数据，我们发现水下波浪将热量输送到海洋深处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浪将热量输送到足够深的海洋中，以至于热量无法轻易释放回大气中。
深海热量的影响
一旦这种热量被大规模洋流吸收，它就会被输送到海洋的遥远地方。
我们研究的菲律宾海台风注入的热量可能已经流到厄瓜多尔或加利福尼亚海岸，顺着水流从西向东穿过赤道太平洋的模式。
此时，热量可能会通过以下方式混合回表面：浅水流，上升流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。厄尔尼诺现象是导致珊瑚礁退化的罪魁祸首。厄瓜多尔珊瑚白化但是，我们观察到的飓风产生的多余热量可能会导致远离风暴地点的珊瑚礁受到压力并出现珊瑚白化。
飓风产生的多余热量也可能在海洋中停留数十年甚至更长时间，而不会返回到海面。这实际上会对气候变化产生缓解作用。
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封存在海洋中来帮助减缓地球大气变暖。
长期以来，科学家一直认为飓风是受海洋热量驱动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》上的一项研究为这一问题增加了一个新的维度，表明这种相互作用是双向的——飓风本身有能力使海洋升温并影响地球的气候。
诺埃尔·古铁雷斯·布里苏埃拉，物理海洋学博士候选人，加州大学圣地亚哥分校和莎莉·沃纳，气候科学副教授，布兰迪斯大学
