Brygget opp over varm fjerntliggende saltlake, men ofte styrt mot befolkede strender, utgjør tropiske sykloner noen av de mest voldsomme stormene som er hjemmehørende på Planet Earth. I møte med oppvarmingstemperaturer forbundet med klimaendringer, er et brennende spørsmål om disse destruktive forstyrrelsene - som, til tross for skade på menneskeliv og eiendom de skaper, spiller en viktig rolle i distribusjonen av varmeenergi - blir sterkere og mer hyppig. Fordi tropisk syklonaktivitet varierer så mye fra år til år, og fordi satellittregistreringer bare går tilbake til slutten av 1960-tallet og tidlig på 70-tallet, er det vanskelig for forskere å vurdere trendene. En ny studie antyder imidlertid at flere tiår med data samlet inn av seismometre som brukes til å overvåke jordskjelv, kan tilby en mer omfattende historisk oversikt over stormer å analysere.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
En ny studie antyder at forskere kan være i stand til å måle intensiteten av tropiske sykloner ut fra deres seismiske fotavtrykk. Fordi seismiske avlesninger går flere tiår lenger enn satellittdata, betyr dette at vi kanskje kan spore langsiktige trender i stormstyrke - kanskje bidra til å se effekten av klimaendringene.
Omgivende seismisk støy og tropiske sykloner
Seismometre måler wiggles og lurches av planeten forårsaket av jordskjelv og vulkansk utbrudd - og av en rekke andre krefter, fra industriell aktivitet til (spesielt) kollisjon havbølger. Fordi det primære fokuset vanligvis er temblors som øker seismiske avlesninger på bakgrunn av de andre vibrasjonene på lavere nivå, blir de referert til som seismisk omgivende støy.
Det har vært kjent at bevegelse av tropiske sykloner, også kalt (avhengig av havbassenget) tyfoner og orkaner, etterlater en seismisk signatur som en del av den omgivende støyen: Ocean bølger som stormes av stormens gang, knuser mot kystlinjer, men mer signifikant er de vertikale trykkavvikene de genererer når de krasjer sammen, noe som forårsaker vibrasjoner i havbunnen.
Tidligere har forskere hovedsakelig brukt den kunnskapen til å spore en bestemt tropisk syklon. Lucia Gualtieri, ved Princeton University's Department of Geosciences, lurte på om den seismiske posten kunne siktes gjennom for å identifisere underskriftene fra tidligere stormer.
Studien
Gualtieri og et mangfoldig team av andre geoforskere, atmosfæriske forskere og en statistiker taklet spørsmålet ved å undersøke 13 års verdi av seismikk og satellittoppføringer i Nordvest-Stillehavet, det mest aktive og intense tropiske syklonbassenget og en brønn som overvåkes av seismometre. (Tropiske sykloner i denne regionen kalles tyfoner.) Forskerne koblet atmosfæriske data om tyfoner med kategori 1-styrke eller høyere, uten å se bort fra Kategori 1-stormer som varte i mindre enn to dager, fra 2000 til 2010 med seismometeravlesninger for å utvikle en modell for å måle stormens intensitet fra dens seismikk fotspor. De brukte deretter modellen på seismiske avlesninger fra 2011 og 2012 og sammenlignet den med tyfondata fra satellittjournalen for å evaluere hvor nøyaktig den var.
Som det viser seg, viste modellen seg ganske god til å estimere tyfonintensiteten fra et seismogram (diagrammet produsert av et seismometer). Og forskningen antyder at forholdet mellom styrken til det seismiske signalet og styrken til stormen som genererte det er omtrent lineær. "Dette lineære forholdet har betydning fordi det lar oss lettere se endringer [over tid]," Gualtieri fortalte Cody Sullivan for National Oceanic and Atmospheric Administration’s Climate.gov nyhetsside. "Når du har en til en forhold, er styrkeberegningene enklere, og det er også sammenligningene mellom sykloner."
Lagets funn ble publisert i februar 2018 i Earth and Planetary Science Letters.
Ghost Typhoons: Peering Back in Time to Gauge Storm Trends
Gualtieri og hennes kolleger ønsker å forbedre modellen og teste den i klodens andre tropiske syklonbassenger, som Karibia. Hvis de finner lignende suksesser som analyserer signaturen til tropiske sykloner fra seismisk omgivelsesstøy og estimerer stormintensitet fra den, forskere kan ha et verdifullt verktøy for å dokumentere hyppigheten og voldsomheten til tropiske sykloner som raste og hylte før satellitter ble måle dem.
Seismogrammer dateres tilbake til 1880-årene, selv om de tidligste er på papir, og mange slike poster fortsatt må digitaliseres. “Hvis alle disse dataene kan gjøres tilgjengelige, kan vi ha mer enn hundre år tilbake i tid, og da kan vi prøve å se hvilken som helst trend eller endring i intensiteten til tropiske sykloner over et århundre eller mer, ”Salvatore Pascale, en av Gualtieris medforfattere og en tilknyttet forsker fra Princeton University i atmosfærisk og havvitenskap, sa i en Princeton pressemelding.
Den spennende muligheten, med andre ord, er at vi nå kan ha et middel til å evaluere mange tiår med tropiske sykloner før satellittiden - og dermed evnen til å studere et mer omfattende datasett for å avgjøre om oppvarmingen av planeten resulterer i sterkere tyfoner og orkaner.