Seismiske sensorer registrerer orkanens intensitet, undersøgelse finder

Jorden er et støjende sted. Seismometre, som måler jordens bevægelser for at opdage jordskælv, Vulkanudbrud, og menneskeskabte sprængstoffer, optager konstant mindre vibrationer forårsaget af havbølger, brusende floder, og industriel aktivitet.

"Vi kalder dette 'omgivende seismisk støj', fordi for folk, der er interesserede i jordskælv, det er ikke særlig brugbart, " siger geoforsker Lucia Gualtieri. "Men det er ikke tilfældig støj."

I en ny undersøgelse, Gualtieri og hendes kolleger har fundet ud af, at disse tilsyneladende trivielle blips faktisk kan kode for kraften af ​​orkaner, der bevæger sig over havets farvande. Resultaterne kan gøre det muligt at vurdere styrken af ​​tidligere orkaner, at afsløre, hvordan klimaændringer påvirker sværhedsgraden og hyppigheden af ​​disse storme.

Seismiske fingeraftryk

Forskere har siden begyndelsen af ​​det 20. århundrede vidst, at store storme i havet, herunder tropiske cykloner (også kendt som "orkaner" og "tyfoner"), efterlade deres signaturer i seismiske data. Signalet kommer fra havets bølger genereret af orkanens stærke vinde. Men de er ikke hvilke som helst bølger. "De bølger, du ser, når du går til stranden, er ikke nok, " siger Gualtieri, der ledede undersøgelsen som postdoc-forsker ved Columbia Universitys Lamont Doherty Earth Observatory.

I stedet, tropiske stormvibrationer kommer hovedsageligt fra komplekse interaktioner mellem bølger, og fra tryksvingninger i toppen af ​​havet, som genererer op og ned bevægelser i vandet. Disse bølger rammer havbunden og vibrerer jorden.

Selvom orkaner har været kendt for at efterlade et fingeraftryk i den seismiske rekord, Det har vist sig svært at udtrække megen nyttig information fra disse fingeraftryk.

Lydvidenskab

Indtil nu, de fleste undersøgelser, der forsøger at udtrække tropiske cyklondata fra seismisk støj, fokuserede på individuelle storme. Derimod Gualtieri og hendes kolleger analyserede 13 års tropiske cykloner i det nordvestlige Stillehav.

Holdet brugte data fra syv seismometre stationeret i det østlige Asien og på øer i Stillehavet. "Det er lige meget, om seismometeret er på bunden af ​​havet eller på land, Gualtieri forklarede. "Du kan detektere disse signaler overalt på Jorden." Data om tyfonens intensitet kom fra satellitmålinger.

Holdet brugte de første 11 års data til at træne en computeralgoritme til at genkende tropiske cykloner i seismograferne og til at estimere hver storms intensitet. I de resterende to år, de lader computeren estimere intensiteten baseret på seismiske data alene. Algoritmens estimater stemte godt overens med satellitternes målinger. Dette tyder på, at signaturerne i den omgivende seismiske støj kan være en pålidelig kilde til information om tropiske cykloner.

Ser frem til

Seismiske data kan ikke konkurrere med satellitter, når det kommer til at lave orkanprognoser. Men det kan være med til at forbedre prognoserne for, hvad klimaforandringerne har i vente for os.

Klimamodeller tyder på, at den globale opvarmning gør orkanerne mere intense. Imidlertid, de faktiske data er begrænsede, fordi satellitmålinger af orkanintensitet kun går tilbage til 1960'erne og 70'erne.

"Det er altid et problem, når vi prøver at se, om der er tendenser eller ej, fordi vores datasæt er for korte, " siger medforfatter Suzana Camargo. Hun studerer tropiske cykloner ved Lamont-Doherty Earth Observatory.

Seismiske optagelser, på den anden side, kunne lade forskerne se længere tilbage i tiden. Efter at holdet har forfinet sin algoritme med flere data fra andre havbassiner, den seismiske rekord kunne tilføje flere årtier til vores viden om tropisk cyklonaktivitet.

At, på tur, vil hjælpe klimaforskere med at forudsige, hvad der vil ske med orkaner i de kommende årtier, siger Camargo.