Den seismiske bølgen av tropiske sykloner

Brewed opp over varm fjerntliggende saltlake, men ofte styrt mot befolket kysten, er det tropiske sykloner som står for noen av de mest voldsomme stormene som er innfødt til Planet Earth. I møte med oppvarmingstemperaturer knyttet til klimaendringer er et brennende spørsmål om disse ødeleggende forstyrrelsene - som til tross for skade på menneskeliv og eiendom de utgjør - spiller en viktig rolle i distribusjon av varmeenergi - vokser sterkere og hyppigere. Fordi tropisk syklonaktivitet varierer så mye fra år til år, og fordi satellittrekord bare går tilbake til slutten av 1960-tallet og tidlig på 70-tallet, er det vanskelig for forskere å vurdere trendene. En ny studie tyder imidlertid på at flere tiår med data samlet inn av seismometrene som brukes til å overvåke jordskjelv, kan tilby en mer omfattende historisk oversikt over stormer å analysere.

TL; DR (for lenge, ikke lest)

En ny studie tyder på at forskere kan måle intensiteten av tropiske sykloner fra deres seismiske fotavtrykk. Fordi seismiske avlesninger går tilbake tiår lenger enn satellittdata, betyr dette at vi kanskje kan spore langsiktige trender i stormstyrke - kanskje bidra til å skille virkningen av klimaendringer.

Omgivende seismisk støy og tropiske sykloner

Seismometre måler wiggles og lurches av planeten forårsaket av jordskjelv og vulkanutbrudd - og av en rekke andre krefter, fra industriell aktivitet til (spesielt) kolliderende havbølger. Fordi det primære fokuset vanligvis er å spikere seismiske avlesninger mot en bakgrunn av de andre, lavere vibrasjoner, blir de referert til som omgivende seismisk støy.

Det har vært allment kjent at bevegelsen av tropiske sykloner, også kalt (avhengig av havbassenget) tyfoner og orkaner, la en seismisk signatur som en del av den omgivende støyen: Oceanbølger som er roiled av stormens passasje, smadrer mot kysten, men mer betydningsfulle er de vertikale trykkavvikene de genererer når de krasjer sammen, noe som forårsaker vibrasjoner i havbunnen.

Tidligere har forskere hovedsakelig brukt denne kunnskapen til å spore en bestemt tropisk syklon. Lucia Gualtieri, fra Princeton University's Department of Geosciences, lurte på om den seismiske posten kunne siktes gjennom for å identifisere underskrifter av tidligere storms.

Studien

Gualtieri og et mangfoldig team av andre geoscientists, atmosfæriske forskere og en statistiker tok opp spørsmålet ved å undersøke 13 års verdi av seismiske og satellittrekorder i Nordvest-Stillehavet, det mest aktive og intense tropiske syklonbassenget og en brønn overvåket av seismometre. (Tropiske sykloner i denne regionen kalles tyfoner.) Forskerne koblet sammen atmosfæriske data på tyfoner av kategori 1 styrke eller høyere, uten hensyn til kategori 1 stormer som varte mindre enn to dager, fra 2000 til 2010 med seismometeravlesninger for å utvikle en modell for måling av en stormens intensitet fra sitt seismiske fotavtrykk. De brukte deretter modellen til seismiske avlesninger fra 2011 og 2012 og sammenlignet den med tyfondata fra satellittrekorden for å vurdere hvor nøyaktig det var.

Som det viser seg, viste modellen seg ganske god til å estimere tyfonintensitet fra et seismogram (diagrammet fremstilt av et seismometer). Og forskningen antyder forholdet mellom styrken til det seismiske signalet og styrken til stormen som genererte den, er omtrent lineær. "Dette lineære forholdet har betydning fordi det gjør det lettere for oss å se endringer [over tid]," sa Gualtieri til Cody Sullivan for Nasjonal Oceanisk og Atmosfærisk administrasjons Climate.gov nyhetsside. "Når du har et til ett forhold, er beregningene av styrke enklere, og det er også sammenligningene mellom sykloner."

Lagets funn ble publisert i februar 2018 i Jord- og planetariske vitenskapsbrev.

Gualtieri og hennes kolleger ønsker å finpusse modellen og teste den i verdens andre tropiske syklonbassenger, som for eksempel Karibia. Hvis de finner lignende suksess, utarbeider signaturen til tropiske sykloner fra omgivende seismisk støy og estimerer fra stormintensiteten, kan forskere ha et verdifullt verktøy for å dokumentere frekvensen og hastigheten til tropiske sykloner som raste og hylte før satellitter måler dem.

Seismogrammer dateres tilbake til 1880-årene, selv om de tidligste er på papir, og mange slike poster må fortsatt digitaliseres. "Hvis alle disse dataene kan gjøres tilgjengelige, kan vi få rekord tilbake mer enn et århundre, og da kunne vi prøve å se en trend eller endring i intensitet av tropiske sykloner over et århundre eller mer," Salvatore Pascale, en av Gualtieri s coauthors og en Princeton University assosierer forsker forsker i atmosfæriske og oceanic science, 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 fører til i tøffere tyfoner og orkaner.

Del Med Vennene Dine