Wat doet klimaatverandering met tornado’s?

Afgelopen vrijdag werd de VS getroffen door enkele tientallen tornado’s. Vooral het stadje Mayfield in het zuidwesten van Kentucky werd zwaar geraakt. Er vielen waarschijnlijk meer dan honderd doden en van veel gebouwen in het stadje bleef weinig tot niets over. Bij dergelijk extreem weer komt natuurlijk de vraag op of er een invloed van klimaatverandering is. Als het over tornado’s gaat is de vraag niet eenvoudig te beantwoorden.

De meest dodelijke tornado uit de geschiedenis vond bijna een eeuw geleden plaats. Die tornado wordt de Tri-State tornado genoemd, naar de drie staten waar hij op 18 maart 1925 tijdens zijn 352 kilometer lange pad over trok: Missouri, Illinois en Indiana. Het dodental bedroeg 695. De kans op zo’n groot aantal slachtoffers is tegenwoordig aanzienlijk kleiner, hoewel ook de meeste moderne gebouwen niet opgewassen zijn tegen de kracht van een tornado uit de zwaarste categorie. De windsnelheid ligt in zo’n tornado boven de 419 km/uur en kan soms zelfs oplopen tot meer dan 500 km/uur. De belangrijkste vooruitgang wordt gevormd door de sterk verbeterde waarschuwingssystemen, dankzij ontwikkelingen in de telecommunicatie, maar ook in radarsystemen, weermodellen en satellieten. De bevolking kan tegenwoordig ruim van tevoren worden gewaarschuwd om alert te zijn op mogelijke tornado’s. En zodra een tornado wordt waargenomen wordt er alarm geslagen in het gebied dat op een mogelijk pad van de tornado ligt. Wel is de eerste waarneming van een tornado vaak nog visueel. Nachtelijke tornado’s, zoals die in Mayfield, zijn daarom gevaarlijker.

De tornado die Mayfield trof legde in totaal waarschijnlijk ongeveer 240 kilometer af. Het onweerssysteem waaruit de tornado ontstond legde een pad af van 400 kilometer over vier staten: Arkansas, Missouri, Tennessee en Kentucky. Het onweerssysteem genereerde meerdere tornado’s en het is onwaarschijnlijk dat een enkele tornado gedurende die hele afstand aan de grond is gebleven. Het zou de grootste afstand zijn geweest die een tornado ooit heeft afgelegd en in de eerste berichten over de Mayfield-tornado werd daar nog over gespeculeerd. De intensiteit van de storm wordt onder meer geïllustreerd door berichten over radarbeelden die tot op 10 kilometer hoogte materiaal hebben waargenomen dat door de tornado naar boven werd gezogen.

Tornado’s ontstaan bij heel specifieke meteorologische omstandigheden. Die omstandigheden kunnen zich voordoen in een instabiele atmosfeer, die ontstaat bij een warme, vochtige wind onderin de atmosfeer en een koude, droge wind vanuit een andere richting in een hogere luchtlaag. Die koude lucht is zwaarder dan de lucht eronder en op een zonnige dag wordt dat verschil in soortelijk gewicht in de loop van de dag steeds groter. De warme lucht wil opstijgen en de koude lucht wil dalen. In de opstijgende warme lucht ontstaan heftige onweersbuien. Als er ook nog sprake is van windschering – een andere windrichting of -snelheid bovenin de atmosfeer dan aan het oppervlak – kunnen er wervelbewegingen ontstaan in zo’n bui, die soms uit kunnen groeien tot de slurf van een tornado.

Dergelijke omstandigheden komen regelmatig voor in het gebied in de VS dat Tornado Alley wordt genoemd. Hoog in de lucht staat daar dan een noordwesten wind, die koude lucht bevat die door de Rocky Mountains wordt opgetild. De warme wind aan het oppervlak komt vanaf de Golf van Mexico in het zuidoosten. Het voorjaar is de periode waarin in dit gebied de meeste orkanen ontstaan.

De zuidwestpunt van Kentucky ligt net iets buiten het gebied dat traditioneel Tornado Alley wordt genoemd. Bovendien is december niet de maand waarin meestal veel tornado’s voorkomen. Zo bezien zou deze tornado, of de hele serie tornado’s van 10 december, atypisch genoemd kunnen worden. Aan de andere kant heeft Tornado Alley natuurlijk geen harde grens en is er ook nooit sprake geweest van een strak afgebakend tornado-seizoen. Bovendien zijn extreme gebeurtenissen altijd uniek en zullen er dus altijd wel karakteristieken zijn die atypisch genoemd kunnen worden. De specifieke eigenschappen van deze ene tornado, of deze ene uitbarsting van tornado, wijzen niet op een invloed van klimaatverandering. Overigens was het tot nu toe juist een rustig jaar voor wat betreft tornado’s in de VS. En het is al acht jaar geleden dat er voor het laatst een tornado was van de zwaarste categorie.

Of tornado’s in een warmer klimaat in aantal toe of af zullen nemen, meer of minder krachtig zullen worden, korter of langer aan de grond zullen blijven, dat is allemaal hoogst onzeker. Er zijn tal van factoren die meespelen, en die beïnvloed kunnen worden door klimaatverandering. Hoe de optelsom van die factoren uitvalt is moeilijk te zeggen. In een warmer klimaat zit er meer energie in de atmosfeer en het is geen rare gedachte dat stormen daardoor krachtiger kunnen worden. De sterke opwarming van het Noordpoolgebied kan een tegengesteld effect hebben: het temperatuurverschil tussen de koude lucht vanaf de Rocky Mountains en de warme lucht vanaf de Golf van Mexico wordt kleiner. Die warme lucht bevat, door het warmere water van de Golf, wel weer meer waterdamp, wat de systemen die tornado’s genereren heftiger kan maken. Volgens klimaatmodellen zouden de omstandigheden waarin dergelijke systemen ontstaan weliswaar vaker voorkomen, maar daarmee is nog niet gezegd dat ze ook werkelijk meer tornado’s vormen. De specifieke typen windschering en rotatie waaruit tornado’s ontstaan spelen zich af op een schaalniveau dat te klein is voor klimaatmodellen om goed te simuleren.

Maar, ook als er niets verandert in aantal, kracht, of duur, dan is daarmee niet gezegd dat alles hetzelfde blijft. Er zijn aanwijzingen voor een ander soort veranderingen. Tornado’s lijken vaker voor te komen in clusters: er zijn minder dagen met tornado’s, maar als ze voorkomen dan zijn het er vaak tientallen op een dag. Het gebied waar de meeste tornado’s voorkomen lijkt ook te veranderen: het schuift op naar het oosten. Ook lijkt er iets te verschuiven in de seizoenen waarin ze voorkomen. De uitbraak van afgelopen vrijdag lijkt dat te bevestigen. Er zijn vaker tornado’s geweest in december, maar zo’n zware uitbraak in de winter is wel erg uitzonderlijk.

Deze veranderingen kunnen ook invloed hebben op het aantal slachtoffers en op de schade. Er zijn zorgen over de verschuiving van Tornado Alley naar het oosten. Het zwaartepunt van de tornado-activiteit zou hierdoor in een gebied komen te liggen met een hogere bevolkingsdichtheid. Ook zou zo’n verschuiving tot gevolg kunnen hebben dat er vaker zware tornado’s zijn in regio’s die daar niet goed op zijn voorbereid. Clustering van tornado’s zou een probleem kunnen zijn voor hulpverleners. Bij een groot aantal tornado’s in een relatief klein gebied lopen die tegen hun grenzen aan, simpelweg omdat ze niet overal tegelijk kunnen zijn.

Het belangrijkste effect van klimaatverandering op tornado’s zou wel eens kunnen zijn dat ze nog onvoorspelbaarder worden dan ze al zijn. En dat zorgt ongetwijfeld voor extra risico’s. Of het ook een significante risicofactor is, durf ik niet te zeggen.