Det seismiske smell af tropiske cykloner

Brygges op over varm fjerntliggende saltvand, men styrede ofte mod befolkede kyster, tropiske cykloner tegner sig for nogle af de mest voldsomme storme hjemmehørende på Planet Earth. I lyset af de opvarmende temperaturer, der er forbundet med klimaforandringer, er et brændende spørgsmål, om disse destruktive forstyrrelser - som på trods af de skader på menneskeliv og ejendom, de udøver, spiller en vigtig rolle i distributionen af varmeenergi - bliver stærkere og hyppigere. Fordi tropisk-cyklonaktivitet varierer så meget fra år til år, og fordi satellitregistreringer kun går tilbage til slutningen af 1960'erne og begyndelsen af 70'erne, er det svært for forskere at vurdere tendenser. En ny undersøgelse antyder imidlertid, at årtiers data indsamlet af seismometre brugt til at overvåge jordskælv kan tilbyde en mere omfattende historisk oversigt over uheldige analyser.

TL; DR (for lang; ikke læst)

En ny undersøgelse antyder, at forskere muligvis kan måle intensiteten af tropiske cykloner ud fra deres seismiske fodaftryk. Fordi seismiske aflæsninger går årtier længere end satellitdata, betyder det, at vi muligvis kan spore langsigtede tendenser i stormstyrke - måske med til at skelne konsekvenserne af klimaforandringer.
Omgivende seismisk støj og tropiske cykloner

Seismometre måler planetens svingninger og lurches forårsaget af jordskælv og vulkanudbrud - og af en hel række andre kræfter, fra industriel aktivitet til (især) kolliderende havbølger. Fordi det primære fokus normalt er fortællinger, der fremkalder seismiske aflæsninger på baggrund af disse andre vibrationer på lavere niveau, kaldes de omgivende seismisk støj.

Det har været almindelig viden, at bevægelsen af tropiske cykloner, også kaldte (afhængigt af havbassinet) tyfoner og orkaner, efterlader en seismisk signatur som en del af den omgivende støj: Havbølger, der stormede af stormens passage, smadrer mod kyster, men mere betydningsfulde er de vertikale trykafvigelser, de genererer, når de styrter sammen, hvilket forårsager vibrationer i havbunden.

Tidligere har forskere hovedsageligt brugt denne viden til at spore en bestemt tropisk cyklon. Lucia Gualtieri, fra Princeton Universitys Institut for Geovidenskaber, spekulerede på, om den seismiske rekord kunne sigtes gennem for at identificere underskrifterne fra fortidens storme.
Undersøgelsen

Gualtieri og et forskellig team af kolleger, videnskabsfolk, atmosfæriske videnskabsmænd og en statistiker taklede spørgsmålet ved at undersøge 13 års værdi af seismiske og satellitregistreringer i det nordvestlige Stillehav, det mest aktive og intense tropiske cyklonbassin og et godt overvåget af seismometre. (Tropiske cykloner i denne region kaldes tyfoner.) Forskerne forbandt atmosfæriske data om tyfoner af kategori 1 styrke eller højere, idet man ser bort fra kategori 1-storme, der varede mindre end to dage, fra 2000 til 2010 med seismometerlæsninger for at udvikle en model til måling af en stormens intensitet fra dens seismiske fodaftryk. De anvendte derefter modellen til seismiske aflæsninger fra 2011 og 2012 og sammenlignede den med tyfonoplysninger fra satellitregistret for at evaluere, hvor nøjagtig den var.

Som det viser sig, viste modellen sig at være ganske god til at estimere tyfonintensitet fra et seismogram (diagrammet produceret af et seismometer). Og forskningen antyder, at forholdet mellem styrken af det seismiske signal og styrken af stormen, der frembragte det, er nogenlunde lineært. "Dette lineære forhold har betydning, fordi det giver os mulighed for lettere at se ændringer [over tid]," fortalte Gualtieri Cody Sullivan for National Oceanic and Atmospheric Administration's Climate.gov nyhedswebsted. "Når du har et forhold til én, er beregningerne af styrke lettere, og det samme er sammenligningerne mellem cykloner."

Holdets fund blev offentliggjort i februar 2018 i Earth and Planetetary Science Letters
.
Ghost Typhoons: Peering Back in Time to Gauge Storm Trends

Gualtieri og hendes kolleger ønsker at finpudse deres model og teste den i klodens andre tropiske cyklonbassiner, såsom Caribien. Hvis de finder lignende succes med at analysere underskrivelsen af tropiske cykloner fra omgivende seismisk støj og estimere det fra stormintensitet, kan forskere muligvis have et værdifuldt værktøj til at dokumentere frekvensen og ferociteten af tropiske cykloner, der rasede og hylede inden satellitterne målte dem.

Seismogrammer går tilbage til 1880'erne, selvom de tidligste er på papir, og mange af disse poster skal stadig digitaliseres. "Hvis alle disse data kan stilles til rådighed, kunne vi have poster, der går tilbage mere end et århundrede, og så kunne vi prøve at se enhver tendens eller ændring i intensiteten af tropiske cykloner over et århundrede eller mere," Salvatore Pascale, en af Gualtieris coauthors og en Princeton University-associeret forsker inden for atmosfærisk og oceanisk videnskab, sagde det i en pressemeddelelse fra Princeton.

Den spændende mulighed er, med andre ord, at vi nu kan have et middel til at evaluere mange årtier af tropiske cykloner før satellittiden - og dermed evnen til at studere et mere omfattende datasæt for at hjælpe med at afgøre, om opvarmningen af planeten resulterer i hårdere tyfoner og orkaner.