Warzone nad ciepłą, odległą solanką, ale często kierowane w kierunku zaludnionych wybrzeży, tropikalne cyklony odpowiadają za jedne z najgwałtowniejszych burz rodzimych na Ziemi. W obliczu ocieplających się temperatur związanych ze zmianami klimatu, jednym palącym pytaniem jest, czy te destrukcyjne zaburzenia – które, mimo szkód wyrządzanych ludzkiemu życiu i mieniu odgrywają istotną rolę w dystrybucji energii cieplnej – stają się coraz silniejsze i bardziej częsty. Ponieważ aktywność cyklonów tropikalnych jest bardzo zróżnicowana z roku na rok, a dane satelitarne sięgają tylko późnych lat 60. i wczesnych 70., naukowcom trudno jest ocenić trendy. Nowe badanie sugeruje jednak, że dziesięciolecia danych gromadzonych przez sejsmometry używane do monitorowania trzęsień ziemi mogą oferować bardziej obszerny historyczny zapis burz do analizy.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Nowe badanie sugeruje, że naukowcy mogą być w stanie zmierzyć intensywność cyklonów tropikalnych na podstawie ich śladu sejsmicznego. Ponieważ odczyty sejsmiczne sięgają o dekady dalej niż dane satelitarne, oznacza to, że możemy być w stanie śledzić długoterminowe trendy w sile burzy – być może pomagając dostrzec wpływ zmian klimatycznych.
Środowiskowy hałas sejsmiczny i tropikalne cyklony
Sejsmometry mierzą ruchy i przechyły planety wywołane przez trzęsienia ziemi i wulkany erupcje – i całe mnóstwo innych sił, od działalności przemysłowej po (zwłaszcza) kolizje fale oceanu. Ponieważ głównym celem są zwykle wstrząsy, które generują odczyty sejsmiczne na tle innych wibracji niższego poziomu, są one określane jako hałas sejsmiczny otoczenia.
Powszechnie wiadomo, że ruch cyklonów tropikalnych, zwanych również (w zależności od basenu oceanicznego) tajfunami i huraganami, pozostawia ślad sejsmiczny jako część tego hałasu otoczenia: Ocean fale wzburzone przez przejście sztormu uderzają o wybrzeże, ale bardziej znaczące są pionowe aberracje ciśnienia, które generują podczas zderzenia, co powoduje drgania dna morskiego.
Wcześniej naukowcy wykorzystywali tę wiedzę głównie do śledzenia konkretnego cyklonu tropikalnego. Lucia Gualtieri z Wydziału Nauk o Ziemi Uniwersytetu Princeton zastanawiała się, czy dane sejsmiczne można przeszukać, aby zidentyfikować sygnatury minionych burz.
Badania
Gualtieri i różnorodny zespół kolegów geologów, naukowców zajmujących się atmosferą i statystyka rozwiązali tę kwestię, analizując 13-letnią wartość danych sejsmicznych i satelitarnych na północno-zachodnim Pacyfiku, najbardziej aktywnym i intensywnym basenie cyklonu tropikalnego i jednym dobrze monitorowanym przez sejsmometry. (Tropikalne cyklony w tym regionie nazywane są tajfunami). Naukowcy połączyli dane atmosferyczne z tajfunami o sile kategorii 1 lub wyższej, nie zważając na Burze kategorii 1, które trwały krócej niż dwa dni, w latach 2000-2010 z odczytami sejsmometrów w celu opracowania modelu do pomiaru intensywności burzy na podstawie jej sejsmicznych ślad stopy. Następnie zastosowali model do odczytów sejsmicznych z 2011 i 2012 r. i porównali go z danymi tajfunu z zapisu satelitarnego, aby ocenić jego dokładność.
Jak się okazuje, model całkiem dobrze sprawdził się w szacowaniu natężenia tajfunu na podstawie sejsmogramu (wykres wykonany przez sejsmometr). Badania sugerują, że zależność między siłą sygnału sejsmicznego a siłą burzy, która go wytworzyła, jest w przybliżeniu liniowa. „Ta liniowa zależność ma znaczenie, ponieważ pozwala nam łatwiej dostrzec zmiany [w czasie]” Gualtieri powiedział Cody'emu Sullivanowi na stronie internetowej Climate.gov National Oceanic and Atmospheric Administration. „Kiedy masz relację jeden do jednego, obliczenia siły są łatwiejsze, podobnie jak porównania między cyklonami”.
Wyniki zespołu zostały opublikowane w lutym 2018 r. w Listy do nauki o Ziemi i planetarnej.
Ghost Typhoons: cofanie się w czasie, aby ocenić trendy burzowe
Gualtieri i jej koledzy chcą udoskonalić swój model i przetestować go w innych basenach tropikalnych na świecie, takich jak Karaiby. Jeśli odniosą podobny sukces, analizując sygnaturę cyklonów tropikalnych z otaczającego szumu sejsmicznego i szacując na jego podstawie intensywność burzy, naukowcy mogą mieć cenne narzędzie do dokumentowania częstotliwości i zaciekłości cyklonów tropikalnych, które szalały i wyły, zanim satelity zostały mierzenie ich.
Sejsmogramy pochodzą z lat 80. XIX wieku, chociaż najwcześniejsze są na papierze i wiele takich zapisów wciąż wymaga digitalizacji. „Gdyby wszystkie te dane były dostępne, moglibyśmy mieć zapisy sięgające ponad sto lat, a następnie moglibyśmy spróbować zobaczyć jakikolwiek trend lub zmianę intensywności tropików cyklony ponad sto lat lub więcej”, Salvatore Pascale, jeden ze współautorów Gualtieriego i współpracownik naukowy Uniwersytetu Princeton w dziedzinie nauk o atmosferze i oceanach, powiedział w Komunikat prasowy Princeton.
Innymi słowy, ekscytującą możliwością jest to, że możemy teraz mieć sposób na ocenę wielu dziesięcioleci cyklonów tropikalnych przed erą satelitów – a tym samym możliwość badania obszerniejszego zbioru danych, aby pomóc określić, czy ocieplenie planety powoduje ostrzejsze tajfuny i huragany.