Una delle maggiori sfide per mitigare il pericolo degli uragani è prevedere dove arriverà una tempesta e stimare quanto sarà potente quando colpirà. I ricercatori Dr. Toshiro Tanimoto e Annie Valovcin presso l'Università della California, Santa Barbara (UCSB) sta studiando nuovi metodi per monitorare l'intensità degli uragani utilizzando dati sismici.
"Gli uragani hanno forti venti che causano cambiamenti di pressione sulla superficie che generano onde sismiche che possiamo vedere chiaramente, " disse Tanimoto, un professore nel Dipartimento di Scienze della Terra dell'UCSB. "L'array trasportabile EarthScope ha fornito dati critici per questo progetto". La matrice trasportabile, parte di USArray di EarthScope, è un set di 400 sismometri che sono stati distribuiti in andane negli Stati Uniti, ogni strumento occupa il proprio sito per due anni prima di passare all'andana successiva. Molte stazioni includono anche altri strumenti di scienze della terra; dopo il 2011, tutte le stazioni includevano barometri.
Utilizzando sia le capacità sismiche che barometriche degli strumenti, Valovcin e Tanimoto stanno sviluppando un nuovo modo di esaminare gli uragani. La chiamano retroproiezione beamforming, e comporta l'analisi delle onde sismiche registrate durante un uragano per individuare il picco di ampiezza nella mappa, che mostra dove si sono originate le onde sismiche. Quindi confrontano la posizione dai dati sismici con le mappe meteorologiche che mostrano la posizione della tempesta, controllando se le posizioni corrispondono e se la posizione derivata sismicamente segue lo stesso percorso nel tempo della posizione sulla mappa della tempesta.
Per i casi in cui Valovcin e Tanimoto hanno esaminato i dati degli uragani sulla terraferma, gli strumenti sismici hanno rilevato la variazione di pressione tra l'occhio calmo del ciclone e l'occhio dell'uragano, dove i venti cambiano da orizzontale a drammaticamente verticale e c'è una forte oscillazione della pressione.
Per esempio, uragano Isaac, che ha colpito la Louisiana nel 2012 e ha causato danni per circa 2,4 miliardi di dollari, spostato direttamente attraverso l'array trasportabile. Le stazioni hanno registrato sia la pressione sismica che barometrica, consentendo ai ricercatori di lavorare direttamente con due tipi di dati dello stesso evento. "Nell'uragano Isaac, A 80 km dal centro i dati hanno mostrato un modello circolare di alta pressione che possiamo vedere direttamente grazie al Transportable Array. Nella letteratura sugli uragani, questo è discusso, ma è stato emozionante vederlo, " disse Tanimo.
Nella fase successiva della ricerca, Tanimoto e Valovcin hanno scoperto che quando un uragano è abbastanza forte, provoca onde sismiche rilevabili anche quando la tempesta è ancora in mare aperto. Il metodo richiede una vasta gamma di strumenti, poiché le onde sismiche che studiano hanno lunghezze d'onda molto lunghe. Valovcin e Tanimoto hanno utilizzato una diversa serie di strumenti, la rete sismica della California meridionale molto densamente distanziata, per misurare gli uragani dalla costa orientale al centro dell'Oceano Atlantico.
Mentre un uragano è fuori sull'oceano, i dati sono meno dettagliati dei dati di approdo, che mostra la posizione generale dell'intero sistema a bassa pressione. È l'alta tecnologia, versione a grandezza naturale di mettere l'orecchio su un binario ferroviario per sentire le vibrazioni di un treno che non puoi ancora vedere.
"Questo potrebbe aggiungere a quello che sappiamo, e a lungo andare, dacci un modo remoto per monitorare le tempeste, " disse Valovcin. "Per esempio, un barometro deve essere nell'uragano per misurare la pressione dell'aria, ma in futuro, potremmo essere in grado di rilevare la pressione da una lunga distanza attraverso letture sismiche".
Sebbene questa ricerca sia ancora in fase iniziale, potrebbe aprire la porta a un nuovo modo di tracciare gli uragani. "Ora stiamo esplorando cosa possiamo imparare da questo. È un nuovo modo di guardare agli uragani. Mostra le possibilità, una volta compreso il processo fisico, " disse Tanimo.
