Cyklony tropikalne to rozległe układy niskiego ciśnienia tworzące się nad wodami strefy równikowej i zwrotnikowej. Woda o temperaturze powyżej 27 stopni Celsjusza ogrzewa i nawilża atmosferę, dzięki czemu w jej dolnych warstwach gromadzi się energia. Wilgotne powietrze wznosi się i ochładza, aż osiągnie temperaturę kondensacji. Część pary wodnej skrapla się, tworząc chmury, przy czym wydziela się ciepło. Powietrze wewnątrz chmury staje się cieplejsze i lżejsze niż powietrze otaczające i wznosi się, zasysając z dołu kolejne porcje wilgotnego powietrza. Jeśli warunki są sprzyjające, układ konwekcyjny rośnie i z każdą godziną zasysa znad oceanu coraz więcej powietrza. W centrum burzy ciśnienie atmosferyczne spada, co powoduje napływanie nowych mas powietrza ze wszystkich stron. Napływające powietrze jest odchylane przez siłę Coriolisa, w wyniku czego zaczyna tworzyć się ruch wirowy. Jeśli korzystne warunki utrzymują się, sztorm z każdą godziną staje się silniejszy. Nowe porcje ciepłego, wilgotnego powietrza zasysane są do środka układu, gdzie przyspieszają i zaczynają wznosić się ruchem wirowym na wysokość kilkunastu kilometrów, pozbywając się przy tym prawie całej wody. Na tak dużej wysokości temperatura tego powietrza spada do minus 70 stopni Celsjusza. Zużyte i wychłodzone powietrze rozrzucane jest przez cyklon na odległość kilkuset kilometrów, a uformowane z niego chmury Cirrus widoczne są doskonale z kosmosu tworząc piękny, doskonale widoczny na zdjęciach satelitarnych obraz huraganu. Cyklony tropikalne, które występują na Atlantyku, lub wschodnim Pacyfiku nazywamy huraganami, te z zachodniego Pacyfiku — tajfunami.

Najważniejszym czynnikiem, od którego zależy siła i prawdopodobieństwo wystąpienia cyklonu, jest temperatura wody w górnej warstwie oceanu. Wysokie fale tworzone przez huragan mieszają ciepłą wodę na powierzchni z chłodniejszą wodą w głębi. Im więcej ciepłej wody napotka przed sobą tajfun, tym więcej energii może pobrać i tym silniejszy się staje. Przyjmuje się, że korzystne warunki dla powstawania cyklonów występują, gdy woda ma temperaturę powyżej 26,5 stopnia aż do głębokości 50 metrów. Gdy 26 sierpnia 2005 roku tropikalny sztorm Katrina wkroczył nad wody Zatoki Meksykańskiej, temperatura powierzchni wody wynosiła ponad 30 stopni, miejscami przekraczając normę o ponad 2 stopnie, a temperatura wody na głębokości 50 i 100 m również była powyżej średniej. Sztorm zaczął szybko przybierać na sile i już po dwóch dniach stał się huraganem najwyższej, piątej kategorii, osiągając prędkość wiatru równą 280 km/h.

Tajfun Haiyan, który na początku listopada uformował się nad Oceanem Spokojnym, natrafił na jeszcze lepsze warunki. Na wschód od Filipin, w miejscu, gdzie tajfun osiągnął swoją maksymalną siłę, temperatura wody na powierzchni wynosiła ok. 30 stopni Celsjusza, a na głębokości 100 metrów wciąż sięgała 28 stopni, czyli o ponad 5 stopni więcej niż zwykle. Tak wysoka temperatura wody była głównym czynnikiem, który pozwolił tajfunowi Haiyan osiągnąć tak wielką moc przed uderzeniem w Filipiny.

Rys. 1. Mapa anomalii temperatury wody na głębokości 100 m z zaznaczoną trasą supertajfunu Haiyan . Na mapie widać dokładnie, że tajfun osiąga najwyższą siłę (jasnoróżowy kolor) po przejściu nad wyjątkowo ciepłymi wodami na wschód od Filipin.

Siłę huraganów i tajfunów mierzy się na kilka sposobów. Bezpośrednie pomiary prędkości wiatru nie zawsze są dostępne, gdyż można dokonać ich tylko wlatując samolotem w oko cyklonu. Pomiary ciśnienia atmosferycznego wewnątrz oka również wymagają umieszczenia aparatury pomiarowej w centrum huraganu. Tam, gdzie nie jest to możliwe, do badania siły cyklonu trzeba używać danych dostarczanych przez satelity, takich jak wygląd sztormu, jego wielkość, prędkość poruszania się czy temperatura wierzchołków chmur. Powszechnie stosowana technika Dvoraka szacuje prędkość wiatru i ciśnienie atmosferyczne silnych cyklonów na podstawie różnicy temperatur między jego okiem, a wierzchołkami chmur na jego ścianach. Im silniejsze są prądy wznoszące wewnątrz cyklonu, tym wyżej wynosi on powietrze i tym bardziej się ono ochładza. W przypadku supertajfunu Haiyan temperatura wierzchołka chmur otaczających oko spadła do -85 stopni Celsjusza, podczas gdy w oku cały czas panowała temperatura ok. 20 stopni. Oszacowana na tej podstawie prędkość wiatru wynosi 315 km/h  i wykracza poza skalę zaprojektowaną do oceny siły cyklonów tropikalnych. Haiyan jest pierwszym cyklonem tropikalnym w znanej nam historii o tak silnych prądach wznoszących i tak niskiej temperaturze wierzchołków chmur.

Konsekwencje uderzenia tajfunu Haiyan w Filipiny są katastrofalne. Wiatr o tej sile z łatwością niszczył domy. W powietrzu latały kawałki drewna i blachy falistej, uderzając we wszystko, co oparło się pierwszym podmuchom wiatru. Potężne masy wody wdarły się na ląd pchane siłą wiatru i zniszczyły infrastrukturę nadbrzeżną i uprawy. To, co nie zostało zniszczone przez wiatr, utonęło pod masami wody dostarczonymi przez tajfun w postaci przypływu sztormowego i deszczu. Wiele wysp pozostało odciętych od świata przez wiele dni, gdyż tajfun zniszczył całą infrastrukturę transportową i telekomunikacyjną, zaś wzburzone morze uniemożliwiało dostarczanie zaopatrzenia. Tysiące Filipińczyków zginęło, a setki tysięcy straciły dorobek całego życia. Odbudowa zniszczonej infrastruktury potrwa wiele lat, i zakończy się sukcesem tylko wtedy, jeśli w rejon nie uderzy w najbliższych latach kolejny tajfun.

Rys. 2. Lista najsilniejszych cyklonów tropikalnych według prędkości wiatru w chwili uderzenia w ląd (mile na godzinę). 5 z 13 najsilniejszych cyklonów uderzyło w latach 2006-13.

Istnieje poważne ryzyko, że postępujące globalne ocieplenie zwiększy częstotliwość występowania tak ekstremalnych cyklonów. W ciągu ostatniego wieku średnia temperatura powierzchni oceanów wzrosła o pół stopnia Celsjusza, również w ciepłych akwenach, takich jak Zatoka Meksykańska. Oceany, ze względu na swoją olbrzymią masę, ogrzewają się wolniej niż atmosfera, pochłaniając 93% ciepła gromadzonego przez Ziemię w wyniku globalnego ocieplenia. Ciepło gromadzone przez wody oceanów nie znika, lecz pozostaje w głębinach i czeka, aż sztorm zagna ogrzaną wodę ku powierzchni. Prawdopodobnie już dziś globalne ocieplenie ma wpływ na wzrost siły występowania cyklonów tropikalnych, a gdy temperatura wzrośnie o kolejne kilka stopni, huragany i tajfuny staną się jeszcze potężniejsze. W dodatku podnoszenie się poziomu oceanów spowoduje, że położone nisko nad poziomem morza tereny staną się dużo bardziej narażone na zalanie niż dzisiaj. Wiele żyznych, wykorzystywanych rolniczo terenów zostanie zniszczonych, gdyż zalewana przez morze gleba będzie zbyt zasolona, aby możliwa była na niej uprawa ryżu lub pszenicy. Dotyczy to zwłaszcza takich krajów jak Chiny, Wietnam i Bangladesz, które wykorzystują rolniczo położone tuż nad wodą delty swoich wielkich rzek.

Wystąpienie tak silnego tajfunu na zachodnim Pacyfiku jest niepokojącą prognozą na przyszłość. Nad północno-zachodnim Pacyfikiem mieszka bowiem jedna czwarta ludności naszej planety, tu też zlokalizowana jest znaczna część światowego przemysłu. Pewnego dnia tajfun o tej mocy może uderzyć w Hanoi lub Hong Kong. Te wielomilionowe miasta leżą tylko kilka metrów nad poziomem morza i tajfun o sile Haiyan mógłby zalać znaczną ich część. W trudnej sytuacji znajdują się też Stany Zjednoczone, których południowe i wschodnie wybrzeże regularnie nawiedzane są przez sztormy i huragany. W 2005 roku, gdy temperatura północnego Atlantyku była wyjątkowo wysoka, miał miejsce najbardziej rekordowy sezon huraganów w historii. Na Atlantyku powstało wtedy 28 sztormów tropikalnych (rekord wszech czasów), z których 15 zamieniło się w huragany (również rekord), a 4 osiągnęły najwyższą, piątą kategorię (najwięcej w historii). 6 huraganów uderzyło w wybrzeża Stanów Zjednoczonych, a jeden z nich, Katrina, spowodował największe straty materialne w historii tego kraju. W 2005 roku powstał też najsilniejszy atlantycki huragan w historii pomiarów, z wiatrem o prędkości 295 km/h. Całkowita liczba huraganów i sztormów powstałych w 2005 roku była tak wielka, że meteorologom skończyły się imiona na liście i kolejne sztormy nazywano po prostu literami greckiego alfabetu. Wiele cyklonów powstałych w 2005 roku uformowało się w miejscach, gdzie nikt by się ich nie spodziewał, tak jak huragan Vince, który jako pierwsza burza tropikalna od ponad 150 lat dotarł do Hiszpanii.

Istnieje wiele sygnałów, że globalne ocieplenie może nie tylko zwiększyć siłę cyklonów, ale również zagnać je w miejsca, gdzie nigdy dotąd ich nie było. 28 marca 2004 roku pierwszy w historii huragan uderzył w wybrzeża Brazylii. Nadzwyczaj wysoka temperatura wody i korzystne warunki w atmosferze umożliwiły powstanie silnego cyklonu tropikalnego w miejscu, gdzie nikt nie spodziewał się, że jest to możliwe. W ostatnich latach na południowym Atlantyku pojawia się coraz więcej tropikalnych systemów burzowych o różnej mocy, co sugeruje, że cyklony tropikalne zadomowiły się tam na dobre. Niewykluczone, że w przyszłości huragany formować się będą u wybrzeży Kalifornii, Portugalii, a nawet na Morzu Śródziemnym.

Rys. 3. Cyklon, który utworzył się na Morzu Śródziemnym w 1982 roku . Jeśli temperatura tego akwenu będzie rosnąć, południowej Europie coraz częściej zagrażać będą sztormy tropikalne, a nawet huragany.

Wzrost siły cyklonów będzie bardzo poważnym wyzwaniem dla naszej cywilizacji. W rejonach narażonych na ich działanie mieszka ponad jedna trzecia ludności świata, tam też zlokalizowana jest znaczna część światowego przemysłu i jedne z najlepszych terenów rolniczych na planecie. Gdy poziom morza będzie się podnosić, mieszkający tam ludzie będą coraz częściej narażeni na huragany i tajfuny. Wiele państw nawiedzanych dzisiaj przez cyklony to kraje biedne i przeludnione, a ich mieszkańcy ani nie mogą wybudować sobie solidniejszych domów, ani nie mają się gdzie przenieść. Gdy kataklizm zniszczy ich uprawy, nie będą również mieli co jeść. Zapobieganie skutkom coraz silniejszych cyklonów tropikalnych będzie wymagało od nas lepszego przewidywania trasy cyklonów i ich siły.

Oglądając w telewizji przerażające obrazy z Filipin pamiętajmy, że konsekwencje huraganów i tajfunów w odległych częściach świata dotykają też nas w Polsce. Światowa gospodarka to system naczyń połączonych i któregoś dnia uderzenie cyklonu na drugim końcu świata odczujemy w postaci wyższych cen żywności, przerw w dostawach towarów z Azji, lub nadciągającej fali uchodźców pukających do naszych bram.

Rys. 4. Filipiny po przejściu supertajfunu Haiyan. Filipiny są jednym z najbardziej narażonych na cyklony państw świata. Spektakularny wzrost temperatury wody, jaki miał miejsce w ostatnich latach na wodach wokół Filipin, ma wpływ na zwiększenie siły tajfunów zagrażających temu krajowi.

Z tego powodu, protestując przeciw bezczynności wspólnoty międzynarodowej i egoistycznym krótkoterminowym gierkom praktykowanym przez szereg krajów, główny negocjator Filipin na zakończonej niedawno konferencji klimatycznej rozpoczął strajk głodowy. Nie wygląda jednak na to, żeby tajfun i głodówka miały jakiś wpływ na władze państw, które myślą raczej o pieniądzach niż o klimacie. Japonia, po zamknięciu reaktorów atomowych odnotowała radykalny wzrost emisji i wycofała się właśnie ze zobowiązań protokołu Kioto. Nowy prawicowy rząd Australii chce zlikwidować podatek węglowy. Polski rząd zorganizował zaś podczas COP19 szczyt węglowy.

***