Tropische Wirbelstürme werden über warmer, abgelegener Sole gebraut, aber oft in Richtung besiedelter Küsten gelenkt und sind für einige der heftigsten Stürme verantwortlich, die auf dem Planeten Erde vorkommen. Angesichts der mit dem Klimawandel einhergehenden Erwärmung der Temperaturen stellt sich die brennende Frage, ob diese destruktiven Störungen – die trotz der von ihnen angerichteten Schäden an Menschenleben und Sachwerten eine entscheidende Rolle bei der Verteilung von Wärmeenergie spielen – werden immer stärker und stärker häufig. Da die Aktivität tropischer Wirbelstürme von Jahr zu Jahr so stark schwankt und Satellitenaufzeichnungen erst in die späten 1960er und frühen 1970er Jahre zurückreichen, ist es für Wissenschaftler schwierig, die Trends einzuschätzen. Eine neue Studie legt jedoch nahe, dass jahrzehntelange Daten, die von Seismometern zur Überwachung von Erdbeben gesammelt wurden, eine umfassendere historische Aufzeichnung von Stürmen zur Analyse bieten könnten.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Eine neue Studie legt nahe, dass Wissenschaftler in der Lage sein könnten, die Intensität tropischer Wirbelstürme anhand ihres seismischen Fußabdrucks zu messen. Da seismische Messwerte Jahrzehnte weiter zurückreichen als Satellitendaten, bedeutet dies, dass wir möglicherweise in der Lage sind, langfristige Trends der Sturmstärke zu verfolgen – und vielleicht dabei helfen, die Auswirkungen des Klimawandels zu erkennen.
Umgebungsseismischer Lärm und tropische Wirbelstürme
Seismometer messen das Wackeln und Ruckeln des Planeten durch Erdbeben und Vulkanausbruch Eruptionen – und einer ganzen Reihe anderer Kräfte, von der industriellen Aktivität bis hin zu (insbesondere) Kollisionen Ozean Wellen. Da das Hauptaugenmerk normalerweise auf Erschütterungen liegt, die seismische Messwerte vor dem Hintergrund dieser anderen, niedrigeren Vibrationen erhöhen, werden sie als seismisches Umgebungsrauschen bezeichnet.
Es ist allgemein bekannt, dass die Bewegung tropischer Wirbelstürme, die (je nach Meeresbecken) auch Taifune und Hurrikane genannt werden, als Teil dieses Umgebungsgeräusches eine seismische Signatur hinterlassen: Ozean Wellen, die durch den Durchgang des Sturms aufgewühlt werden, schlagen gegen die Küsten, aber bedeutender sind die vertikalen Druckabweichungen, die sie beim Zusammenprall erzeugen, die Vibrationen im Meeresboden verursachen.
Bisher nutzten Wissenschaftler dieses Wissen hauptsächlich, um einen bestimmten tropischen Wirbelsturm zu verfolgen. Lucia Gualtieri vom Department of Geosciences der Princeton University fragte sich, ob die seismischen Aufzeichnungen durchsucht werden könnten, um die Signaturen vergangener Stürme zu identifizieren.
Die Studium
Gualtieri und ein vielfältiges Team von anderen Geowissenschaftlern, Atmosphärenwissenschaftlern und einem Statistiker gingen dieser Frage nach und untersuchten 13 Jahre seismischer und Satellitenaufzeichnungen im Nordwestpazifik, dem aktivsten und intensivsten tropischen Wirbelsturmbecken und einem gut überwachten Seismometer. (Tropische Wirbelstürme in dieser Region werden Taifune genannt.) Die Forscher verbanden atmosphärische Daten zu Taifune der Stärke Kategorie 1 oder höher, unberücksichtigt Stürme der Kategorie 1, die weniger als zwei Tage dauerten, von 2000 bis 2010 mit Seismometermessungen, um ein Modell zur Messung der Intensität eines Sturms anhand seiner seismischen Wirkung zu entwickeln Fußabdruck. Anschließend wandten sie das Modell auf seismische Messwerte aus den Jahren 2011 und 2012 an und verglichen es mit Taifundaten aus den Satellitenaufzeichnungen, um die Genauigkeit zu bewerten.
Wie sich herausstellte, erwies sich das Modell als recht gut bei der Schätzung der Taifunintensität anhand eines Seismogramms (der von einem Seismometer erstellten Grafik). Und die Forschung legt nahe, dass die Beziehung zwischen der Stärke des seismischen Signals und der Stärke des Sturms, der es erzeugt hat, ungefähr linear ist. „Diese lineare Beziehung hat Bedeutung, weil sie es uns ermöglicht, Veränderungen [im Laufe der Zeit] leichter zu erkennen.“ Gualtieri sagte Cody Sullivan für die Nachrichtenseite Climate.gov der National Oceanic and Atmospheric Administration. „Wenn Sie eine Eins-zu-Eins-Beziehung haben, sind die Berechnungen der Stärke einfacher und auch die Vergleiche zwischen Zyklonen.“
Die Ergebnisse des Teams wurden im Februar 2018 in. veröffentlicht Briefe zur Erd- und Planetenwissenschaft.
Ghost Taifun: Ein Blick in die Vergangenheit, um Sturmtrends abzuschätzen
Gualtieri und ihre Kollegen wollen an ihrem Modell feilen und es in anderen tropischen Wirbelsturmbecken der Welt wie der Karibik testen. Wenn sie einen ähnlichen Erfolg haben, die Signatur tropischer Wirbelstürme aus seismischen Umgebungsgeräuschen zu analysieren und daraus die Sturmintensität abzuschätzen, Wissenschaftler könnten ein wertvolles Werkzeug haben, um die Häufigkeit und Heftigkeit tropischer Wirbelstürme zu dokumentieren, die tobten und heulten, bevor es Satelliten gab sie vermessen.
Seismogramme stammen aus den 1880er Jahren, obwohl die frühesten auf Papier vorliegen und viele solcher Aufzeichnungen noch digitalisiert werden müssen. „Wenn all diese Daten zur Verfügung gestellt werden können, könnten wir Aufzeichnungen haben, die mehr als ein Jahrhundert zurückreichen, und dann könnten wir versuchen, jeden Trend oder jede Änderung der Intensität der Tropen zu sehen.“ Zyklone über ein Jahrhundert oder länger“, Salvatore Pascale, einer von Gualtieris Co-Autoren und Associate Research Fellow der Princeton University in Atmosphären- und Ozeanwissenschaften, sagte in a Pressemitteilung von Princeton.
Mit anderen Worten, die aufregende Möglichkeit besteht darin, dass wir jetzt die Möglichkeit haben, viele Jahrzehnte tropischer Wirbelstürme vor der Satellitenära auszuwerten – und damit die Möglichkeit, einen umfangreicheren Datensatz zu untersuchen, um festzustellen, ob die Erwärmung des Planeten zu heftigeren Taifune und Hurrikane.