I grandi temporali nelle Grandi Pianure meridionali degli Stati Uniti sono tra i più forti della Terra. Negli ultimi anni, queste tempeste sono aumentate di frequenza e intensità, e una nuova ricerca mostra che questi cambiamenti sono legati alla variabilità climatica.

Co-autore di Christopher Maupin, Courtney Schumacher e Brendan Roark, tutti gli scienziati del College of Geosciences della Texas A&M University, insieme ad altri ricercatori, i risultati sono stati recentemente pubblicati in Geoscienze della natura.

Nello studio, i ricercatori hanno analizzato gli isotopi di ossigeno da 30, 000-50, Stalattiti di 000 anni dalle grotte del Texas per comprendere le tendenze dei temporali passati e la loro durata, utilizzando la calibrazione radar per gli isotopi delle precipitazioni della regione. Hanno scoperto che quando i regimi delle tempeste passano da debolmente a fortemente organizzati su scale temporali millenarie, coincidono con il noto, cambiamenti climatici improvvisi globali durante l'ultimo periodo glaciale, avvenuta tra circa 120, 000 e 11, 500 anni fa.

Attraverso l'analisi sinottica moderna, i ricercatori hanno scoperto che i temporali nelle Grandi Pianure meridionali sono fortemente correlati ai cambiamenti nei modelli di vento e umidità che si verificano su scala molto più ampia. Comprendere questi cambiamenti e le varie correlazioni non solo aiuterà a ricostruire i temporali passati, ma ma aiutano anche a prevedere i futuri modelli di temporali alle medie latitudini.

"I record proxy sono disponibili nelle Grandi Pianure Meridionali all'interno delle caverne, "Ha detto Maupin. "Ci sono probabilmente migliaia di grotte nel sud delle Grandi Pianure e nel sud del Texas. Perché non sono state fatte più ricerche in quelle aree? I depositi di caverne sono così promettenti come proxy".

Schumacher ha affermato che gli scienziati comprendono i modelli di pioggia dei giorni nostri, e che grandi tempeste possono esaurire gli isotopi.

"Però, non sappiamo cosa accadrà in futuro, e questo lavoro aiuterà a prevedere le tendenze delle tempeste in futuro, " ha detto. "Se possiamo eseguire un modello climatico per il passato che sia coerente con i record delle caverne, ed esegui lo stesso modello andando avanti, possiamo fidarci di più delle sue scoperte se combacia con i registri della grotta rispetto a se non lo fanno. Su due modelli, se uno corrisponde davvero agli isotopi della grotta, allora puoi fidarti di quello per capire la distribuzione delle tempeste in futuro."

Le grotte detengono record climatici poco conosciuti

Maupin, un paleoclimatologo, ha descritto i limiti che esistono nel catturare la vera distribuzione degli eventi meteorologici nel tempo.

"Ci sono domande davvero importanti su ciò che è successo in passato per quanto riguarda i grandi eventi meteorologici che abbiamo ottenuto attraverso i sistemi convettivi su mesoscala (grandi tempeste) rispetto a cose non mesoscala (tempeste più piccole), " Disse Maupin. " Riceviamo così tante precipitazioni da tempeste davvero grandi, e le griglie modello non possono catturare grandi eventi meteorologici, perché le griglie stesse sono così grandi. La paleoclimatologia aiuta nell'organizzazione di eventi passati per sviluppare un registro proxy di come rispondono al clima medio".

Maupin ha collaborato con la National Taiwan University per la datazione dell'uranio torio, e scoprì che le stalattiti e le stalagmiti provenivano in realtà dall'era glaciale.

Collaborazione interdisciplinare

L'esperienza di Schumacher era necessaria per stabilire collegamenti con vari eventi di pioggia che si sono verificati nel tempo. Aveva esperienza di lavoro con dati radar e misurazioni della pioggia su scala globale.

"Grandi tempeste che coprono centinaia di miglia forniscono circa il 50-80% della pioggia in Texas, " Schumacher ha detto. "Nei tempi moderni, queste tempeste hanno diverse firme isotopiche".

La ricerca di Maupin sta respingendo principi obsoleti nel paleomondo, perché devi studiare come le tempeste si ingrandiscono e cosa le influenza, Egli ha detto.

"Questi temporali sono così grandi che anche se la maggior parte della pioggia si verifica in Oklahoma, la pioggia in Texas porterà ancora la firma isotopica di queste enormi tempeste, " Dichiarò Maupin. "Stai rilevando le impronte digitali di questi sistemi nonostante dove si verificano, e non devono essere super localizzati per essere riconosciuti. Le grandi tempeste causano l'esaurimento delle firme isotopiche. Non puoi spiegare la variabilità delle stalattiti con i soli cambiamenti di temperatura".

Esperienza di ricerca per gli studenti universitari di Aggie

Celia Lorraine McChesney '16 e Audrey Housson '16 erano due ricercatori universitari coinvolti in questa pubblicazione, ed entrambi hanno imparato molto attraverso il lavoro sul campo, collaborazione, e un'esperienza di apprendimento ad alto impatto.

"I campioni delle grotte sono stati utilizzati come strumento per l'apprendimento ad alto impatto nella comprensione del paleoclima del Texas, " Ha detto Maupin. "Uno degli studenti ha iniziato a micro-fresare le stalattiti. Sono stato molto fortunato ad avere accesso alle risorse del College of Geosciences e a lavorare con questi talentuosi studenti universitari in ricerche innovative".

McChesney ha affermato che la sua esperienza di lavoro sulla sua tesi di laurea in laboratorio è stata "inestimabile, " e la ricerca le ha permesso di viaggiare e di uscire sul campo.

"Come studente universitario di ricerca presso Texas A&M, Ero orgoglioso di far parte di una delle prime squadre a correlare i cambiamenti climatici e i collegamenti meteorologici in un record del paleoclima, " Ha detto Housson. "L'intera esperienza ha fornito una grande esposizione al mondo accademico, e mi ha reso più sicuro di me come scienziato. Ora, come geologo e ingegnere civile, Sto lavorando a progetti di infrastrutture civili pesanti come tunnel e dighe legate alle risorse idriche. Adoro il modo in cui la mia carriera si lega alla mia ricerca universitaria in cui conoscere la correlazione tra cambiamento climatico e condizioni meteorologiche aiuta a pianificare le risorse idriche in futuro".