Hva er orkaner?

Animasjon av Irma fra NASA

Fra Erik Kolstads blogg

Ordet «orkan» ser ut til å stamme fra ordet «juracán», som Taíno-folket på Puerto Rico brukte for å beskrive forferdelig uvær. Puerto Rico er en øy i Karibien som i skrivende stund trues av orkanen «Irma». Spanjolene gjorde det om til «huaracán», som igjen gav opphav til ordene «hurricane» på engelsk og «orkan» på de germanske språkene.

Kort sagt er orkaner kjempestore og kraftige lavtrykk. Det som skjer, er at luften over en den varme havoverflaten i tropene blir varmet opp nedenfra og begynner å stige. Det samme skjer når du varmer opp vann i en kjele. Luften blir stadig varmere, og stiger opp med økende intensitet. Årsaken er at varm luft er «lettere» enn kald luft. (Det som er riktigst å si, er at varm luft har lavere tetthet enn kald luft.) Og ettersom luften rundt den oppvarmete luften er kaldere, blir den varme luften nødt til å stige.

Det er derfor treplanker, fjær, plastposer og mennesker flyter i saltvann; de er lettere (har lavere tetthet) enn vannet. Hvis du noen gang har lurt på hvorfor det er kaldest på gulvet og varmest på hemsen på en hytte, eller hvorfor røyken fra bålet i en peis går opp i pipen, så skjønner du det nå. Varm luft har lav tetthet.

Tilbake til orkaner. Når den varme luften over havoverflaten stiger, må det strømme inn luft fra sidene. Den blir også varmet opp og begynner å stige. Det er for øvrig lavere trykk i sentrum av orkanen, og luft strømmer alltid fra høyt trykk mot lavere trykk. Dette er en naturlov som vi benytter oss av når vi støvsuger. Ved hjelp av elektrisk strøm skaper vi lavere trykk inni støvsugeren, og da må det strømme luft inn i røret, fordi det er høyere trykk ute i rommet vi støvsuger.

Luften som stiger over havoverflaten tar med seg mye fuktighet fra havet. Vannet fordamper nemlig og blir tatt opp i luften. Dette skjer også når vi varmer vann i en kjele. Jo varmere vannet er, jo raskere fordamper det. Men så skjer det noe som kanskje ikke er like lett å forstå. Den stigende luften blir kjølt ned etter hvert som den stiger. Og jo kaldere den blir, jo mindre evner den å «holde på» fuktigheten. Til slutt blir vanndampen gjort om til vanndråper (i en prosess som heter kondensasjon), og disse faller ned som regn.

Orkaner kan produsere episke mengder nedbør. Som figuren under viser, dumpet Harvey noen steder nærmere en meter regn i løpet av en uke. Dette førte naturlig nok til store problemer i et flatt område. Vannet hadde ingen steder å gjøre av seg.

I tillegg til de ufattelige nedbørsmengdene, fører den sterke vinden i orkaner til store ødeleggelser. Målinger gjort med fly av orkanen Irma viste vindhastigheter på opptil 270 km/t. Dette er det høyeste som noensinne er målt i orkaner i Nord-Atlanteren. I det vestlige Stillehavet, der orkanene kalles «tyfoner», har det blitt målt vind på over 300 km/t. Og så er det sånn at potensialet for ødeleggelse går som vindhastigheten i tredje potens. Det betyr kort sagt at 300 km/t er 37 % mer ødeleggende enn 270 km/t.

Det går egentlig ikke an å forestille seg slike vindstyrker. For at en storm skal kalle seg en orkan, må vinden være oppe i minst 118 km/t (se Beauforts skala). Dette er vindhastigheter de færreste i Norge har opplevd. Jeg har selv opplevd noe i nærheten, men det var i en vindtunnel på NTNU. Det var nesten umulig å stå på beina. Men la oss anta at den sterkeste vinden du har opplevd var på omtrent 100 km/t. Det tilsvarer det som kalles «full storm». Irma med sine 270 km/t var da 1868 % mer ødeleggende enn din verste vindopplevelse.

Og likevel er det ikke alltid hverken vinden eller nedbøren som gjør mest skade. Stormflo er noen ganger den mest fryktede effekten av orkaner. Havet stiger foran en orkan av flere årsaker. Her er de to viktigste: For det første skyver den sterke vinden vannet opp foran seg, og for det andre gjør det lave lufttrykket at havet stiger (fordi det er mindre luft som trykker ned på det ovenfra). Alt i alt kan havet stige med mange meter. Den katastrofale orkanen Katrina i 2005 førte til en maksimal havnivåstigning på 8 meter.

Og nå er vi inne på noe viktig. Mange lurer på om orkaner blir kraftigere i fremtiden, og om orkaner som Harvey og Irma er mer ødeleggende enn de ville ha vært uten global oppvarming. Det som er helt sikkert, er at havet allerede har steget mange steder, og at det vil fortsette å stige i løpet av dette århundret. Det er to hovedårsaker til dette:

1. Isbreer på land smelter og vannet renner ut i havet. Da blir det mer vann i havene, og overflaten stiger. Merk at smeltende havis ikke har denne effekten, fordi isen som smelter allerede er i vannet. (Prøv å fylle et glass med vann og ha tre isbiter i og sjekk om vannet stiger når isen har smeltet. Hint: det gjør det ikke.)
2. Vannet i havet, i likhet med luften i atmosfæren, har blitt varmet opp og kommer til å bli ytterligere varmet opp i årene som kommer. Det har den effekten at vannet utvider seg. Som med luft som varmes opp, minker tettheten når vannet blir varmere. Dette betyr at samme masse med vann tar opp mer plass.

Med en stigende hav, blir stormfloen i forbindelse med orkaner enda høyere enn dersom havet ikke hadde steget. Dette gjør at lavtliggende områder, som for eksempel Florida, kommer til å bli mye hardere rammet i fremtidens klima.

I tillegg vil tropiske orkaner i fremtiden gi mer intenst regn enn i dag. Dette er fordi luften varmes opp, og som nevnt kan varm luft holde på mer fuktighet enn kaldere luft. Når det først regner, vil det regne mer.

Hva så med Norge? Tropiske orkaner kan kun dannes over vann som har en overflatetemperatur på ca. 26 grader eller mer. Dette skjer aldri på våre breddegrader. I tillegg kan ikke orkaner oppstå lenger nord enn ca. 30 grader fra ekvator (Bergen og Oslo ligger på 60 grader nord). Dette har med jordens rotasjonshastighet å gjøre.

Vi er med andre ord forskånet fra de tropiske orkanene. Men de aller kraftigste stormene våre kalles også gjerne for orkaner. Nyttårsorkanen, som traff Nordvestlandet natt til 1. januar 1992, har rekorden som den kraftigste stormen i Norge i moderne tid. Satellittbildet til venstre viser to lavtrykk, hvorav Nyttårsorkanen er den som er lengst sør. Den ligner bittelitt på en tropisk orkan med sine spiralformete skyer.

Det som kreves for at en storm skal kalles en «orkan», er at vindstyrken blir målt til minst 118 km/t, som tilsvarer orkan styrke på Beauforts skala. Den kraftigste vinden under Nyttårsorkanen er antatt å ha vært på ca. 160 km/t. Det førte til store ødeleggelser, men heldigvis gikk ingen liv tapt.

Jeg får ofte spørsmål om stormene i Norge vil bli kraftigere i fremtiden. Eller rettere sagt, mange tar det for gitt at de blir det. De tror at alt blir mer ekstremt. Varmere, våtere, villere. Men akkurat det siste er vi mer usikre på. Det er ikke så mye som tyder på at stormene blir villere med tanke på vindstyrke. Til gjengjeld blir de nok våtere, av samme grunn som orkanene (luften blir varmere og kan derfor holde på mer fuktighet).