Studerer snesmeltningsepisoder af en pyrenæisk flod med et seismometer

Et team af forskere ved Institute of Earth Sciences Jaume Almera fra det spanske nationale forskningsråd (ICTJA-CSIC) har analyseret de seismiske signaler, der genereres af variationerne i vandstrømmen i Aragón-floden på grund af snesmeltningen i dens øvre bassin. I undersøgelsen, som er publiceret i tidsskriftet PLOS ONE , forskerne beskriver identifikation af snesmeltningsepisoder fra de tidsmæssige variationsmønstre i de seismiske data.

Forfatterne af undersøgelsen brugte dataene registreret fra 2013 til 2016 med et seismometer placeret i Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC) i de centralspanske Pyrenæer, omkring 400 m af Aragón -flodkanalen. De beregnede de daglige spektrogrammer ud fra de tilgængelige datasæt registreret af den seismiske bredbåndsstation. Spektrogrammer er grafik, hvor energien af ​​signalet er repræsenteret i funktion af frekvensen.

"Under snesmeltningsepisoderne, vi har været i stand til at identificere seismiske signaler med et karakteristisk spektrogram, som gjorde det muligt for os at differentiere dem fra andre seismiske kilder, der var til stede i baggrunden af ​​registreringen, " forklarer Jordi Díaz, forsker ved ICTJA-CIC og førsteforfatter af undersøgelsen.

Bagefter, forskerne designet en algoritme til at lave en hierarkisk klassificering af signalspektrene for at finde fælles mønstre. På denne måde de kunne identificere dagene med snesmeltningsepisoder samt intensiteten af ​​disse processer. Forskerne konkluderer, at generelt, snesmeltningsepisoderne er koncentreret i månederne april og maj. I nogle særlige tilfælde, som i 2013, forskerne var endda i stand til at identificere flodstigninger afledt af snesmeltning i begyndelsen af ​​juli.

"Vores resultater viser en stor variation mellem de forskellige undersøgte år, hvilket skyldes variationerne i de atmosfæriske parametre som temperatur, varme og nedbør, "forklarer Jordi Díaz.

Forfatterne har vist, at seismiske data kan bruges til at lave automatiske daglige estimater af snesmeltningsintensitet. Stigningen i flodstrømmen på grund af snesmeltning har en daglig cyklus, der starter i begyndelsen af ​​eftermiddagen efter et par timers sol. Ifølge denne undersøgelse, når snesammensmeltningsintensiteten varierer mellem svag og moderat, stigningen i flowet har en fornuftig reduktion mod slutningen af ​​nattetimerne. Under de mest intense snesmeltningsepisoder, flodens strømning er mere stabil i løbet af dagen, men er stadig mere intens i løbet af eftermiddagen.

"Under gode omstændigheder, det er, med lavt støjniveau forårsaget af menneskelige aktiviteter, seismiske registreringer kan være et nyttigt værktøj til at studere og overvåge denne form for hydrologiske fænomener på lang sigt og kan bidrage, for eksempel, at forstå resultaterne af klimaændringer, " slutter Jordi Díaz.