Mere intense og hyppige tordenvejr forbundet med globale klimavariationer

Store tordenvejr i de sydlige store sletter i USA er nogle af de stærkeste på Jorden. I de seneste år, disse storme er steget i hyppighed og intensitet, og ny forskning viser, at disse skift er forbundet med klimavariabilitet.

Medforfatter af Christopher Maupin, Courtney Schumacher og Brendan Roark, alle videnskabsmænd ved Texas A&M University's College of Geosciences, sammen med andre forskere, resultaterne blev for nylig offentliggjort i Natur Geovidenskab.

I undersøgelsen, forskere analyserede iltisotoper fra 30, 000-50, 000 år gamle drypsten fra Texas-hulerne for at forstå tendenser i tidligere tordenvejr og deres varighed, ved hjælp af radarbaseret kalibrering for regionens nedbørsisotoper. De opdagede, at når stormregimer skifter fra svagt til stærkt organiseret på tusindårige tidsskalaer, de falder sammen med velkendte, globale bratte klimaændringer i den sidste istid, som fandt sted mellem omkring 120, 000 og 11, 500 år siden.

Gennem moderne synoptisk analyse, forskere lærte, at tordenvejr i de sydlige store sletter er stærkt relateret til ændringer i vind- og fugtmønstre, der forekommer i meget større skala. At forstå disse ændringer og forskellige sammenhænge vil ikke kun hjælpe med at rekonstruere tidligere tordenvejr, men hjælper også med at forudsige fremtidige tordenvejrsmønstre på midten af ​​breddegraden.

"Proxy-registreringer er tilgængelige i de sydlige store sletter i huler, " sagde Maupin. "Der er sandsynligvis tusindvis af huler i det sydlige Great Plains og i det sydlige Texas. Hvorfor er der ikke forsket mere på de områder? Huleaflejringer er så lovende som fuldmagter."

Schumacher sagde, at videnskabsmænd forstår nutidens nedbørsmønstre, og at store storme kan udtømme isotoper.

"Imidlertid, vi ved ikke, hvad der vil ske i fremtiden, og dette arbejde vil hjælpe med at forudsige tendenser til storme i fremtiden, " sagde hun. "Hvis vi kan køre en klimamodel for fortiden, som er i overensstemmelse med huleregistreringer, og køre den samme model fremad, vi kan stole mere på dets resultater, hvis det stemte overens med huleregistrene i forhold til, hvis de ikke gjorde det. Ud af to modeller, hvis man virkelig matcher huleisotoperne, så kan du stole på, at den forstår stormfordelingen i fremtiden."

Huler holder lidet kendte klimarekorder

Maupin, en palæoklimatolog, beskrev de begrænsninger, der eksisterer i at fange den sande fordeling af vejrbegivenheder over tid.

"Der er virkelig vigtige spørgsmål om, hvad der er sket i fortiden med hensyn til store vejrbegivenheder, vi får gennem mesoskala konvektionssystemer (store storme) versus ikke-mesoskala (mindre storme) ting, " sagde Maupin. "Vi får så meget nedbør fra virkelig store storme, og modelgitter kan ikke fange store vejrbegivenheder, fordi selve gitrene er så store. Paleoklimatologi hjælper med at organisere tidligere begivenheder for at udvikle en proxy-registrering af, hvordan de reagerer på det dårlige klima."

Maupin samarbejdede med National Taiwan University for at lave uran thorium dating, og opdagede, at drypsten og stalagmitterne i virkeligheden var fra omkring istiden.

Tværfagligt samarbejde

Schumachers ekspertise var nødvendig for at skabe forbindelser til forskellige nedbørshændelser, der fandt sted over tid. Hun havde erfaring med at arbejde med radardata og regnmålinger på globalt plan.

"Store storme, der dækker flere hundrede kilometer, giver omkring 50-80% af regnen i Texas, " sagde Schumacher. "I nutiden, disse storme har forskellige isotopsignaturer."

Maupins forskning skubber tilbage på forældede principper i paleo-verdenen, fordi du skal studere, hvordan storme bliver større, og hvad der påvirker dem, han sagde.

"Disse tordenvejr er så store, at selvom det meste af regnen falder i Oklahoma, regn i Texas vil stadig bære isotopisk signatur af disse enorme storme, " sagde Maupin. "Du tager fingeraftryk af disse systemer på trods af, hvor de forekommer, og de behøver ikke at være superlokaliserede for at blive genkendt. Store storme forårsager udtømte isotopiske signaturer. Du kan ikke forklare variabiliteten i drypsten med temperaturændringer alene."

Research Experience For Aggie Undergraduates

Celia Lorraine McChesney '16 og Audrey Housson '16 var to undergraduate forskere involveret i denne publikation, og begge lærte meget gennem feltarbejdet, samarbejde, og stor læringsoplevelse.

"Prøverne fra hulerne blev brugt som et værktøj til læring med høj effekt til at forstå Texas palæoklima, " sagde Maupin. "En af de studerende begyndte at mikro-fræse drypsten. Jeg var meget heldig at have adgang til College of Geosciences ressourcer og at arbejde med disse talentfulde bachelorer om banebrydende forskning."

McChesney sagde, at hendes erfaring med at arbejde med sin seniorafhandling i laboratoriet var "uvurderlig, " og forskningen gav hende mulighed for at rejse og gå ud i marken.

"Som bachelorstuderende ved Texas A&M, Jeg var stolt over at være en del af et af de første hold til at korrelere klimaændringer og vejrforbindelser i en palæoklimarekord, Housson sagde. "Hele denne oplevelse gav stor eksponering for den akademiske verden, og gjorde mig mere sikker som videnskabsmand. Nu, som geolog og civilingeniør, Jeg arbejder på tunge civile infrastrukturprojekter som tunneller og dæmninger relateret til vandressourcer. Jeg elsker, hvordan min karriere knytter sig tilbage til min bachelor-forskning, hvor det at kende sammenhængen mellem klimaændringer og vejr hjælper med at planlægge for vandressourcer i fremtiden."