La rete di siti del Nord Atlantico che conservano testimonianze di uragani si estende lungo la costa dal Canada all'America centrale, ma con notevoli lacune. Un nuovo studio condotto da scienziati della Rice University mostra che colmare queste lacune con i dati degli stati dell'Atlantico centrale contribuirà a migliorare il record storico delle tempeste negli ultimi migliaia di anni e potrebbe aiutare nelle previsioni di tempeste future in un periodo di cambiamento climatico. Credito:Elizabeth Wallace/Rice University
Gli uragani atlantici non vanno e vengono. Lasciano indizi del loro passaggio attraverso il paesaggio che durano secoli o più. Gli scienziati della Rice University stanno usando questi archivi naturali per trovare segni di tempeste centinaia di anni prima che i satelliti ci permettessero di osservarli in tempo reale.
La borsista post-dottorato Elizabeth Wallace, un paleotempestologo che quest'anno si è unito al laboratorio della scienziata del clima di Rice Sylvia Dee, si basa su tecniche che rivelano la frequenza degli uragani nel bacino atlantico nel corso dei millenni.
I dati sugli uragani paleoclimatici (o dati "proxy") si trovano in archivi come gli anelli degli alberi che conservano segni di inondazioni a breve termine, sedimenti in buchi blu (caverne marine) e stagni costieri che conservano tracce di sabbia lavata nell'entroterra da mareggiate. Questi archivi naturali danno ai ricercatori un'idea approssimativa di quando e dove gli uragani sono scesi a terra.
In un nuovo giornale in Lettere di ricerca geofisica , Wallace, Dee e il coautore Kerry Emanuel, uno scienziato del clima presso il Massachusetts Institute of Technology, prendere centinaia di migliaia di tempeste "sintetiche" generate dalle simulazioni del modello climatico globale del passato 1, 000 anni ed esaminare se vengono catturati o meno dalla vasta rete di proxy paleohurricane atlantici.
Ricostruire il passato aiuterà gli scienziati a comprendere il flusso e riflusso degli uragani atlantici nel tempo. Precedenti studi di Wallace e altri hanno dimostrato che un singolo sito che cattura le tempeste del passato non può essere utilizzato per ricostruire i cambiamenti climatici degli uragani; però, una rete di proxy potrebbe aiutare a perfezionare i modelli di come queste tempeste potrebbero essere influenzate dal cambiamento climatico in futuro.
"Questi paleo uragani ci permettono di ricostruire le tempeste nel passato, e li stiamo usando per capire come è cambiata l'attività delle tempeste in tutto il bacino, " disse Wallace, una nativa della Virginia che ha conseguito il dottorato al MIT e alla Woods Hole Oceanographic Institution l'anno scorso e si è connessa con Dee quando il professore ha parlato lì nel 2017.
"Se ho un nucleo di sedimenti dalla Florida, è solo catturare le tempeste che hanno colpito la Florida, ", ha detto. "Volevo vedere se possiamo usare l'intera collezione di documenti raccolti alle Bahamas, la costa orientale e il Golfo del Messico negli ultimi decenni per ricostruire accuratamente l'attività delle tempeste a livello di bacino negli ultimi secoli".
Le tempeste sintetiche che hanno costruito hanno aiutato a illustrare ciò che Wallace già sapeva:c'è una propensione verso i Caraibi e il Golfo del Messico, e la necessità di più proxy lungo le coste orientali del Nord e Centro America. La ricerca del team Rice in futuro sarà quella di perfezionare le loro simulazioni climatiche e aggiungere più siti alle reti per ricostruire meglio l'attività passata degli uragani.
"In particolare, non ci sono davvero siti dal sud-est degli Stati Uniti, posti come le Carolinas, " ha detto. "Uno degli obiettivi di questo lavoro è evidenziare dove gli scienziati dovrebbero andare al centro successivo".
Wallace ha esperienza diretta nella perforazione di carote. "Durante un evento temporalesco, ottieni venti forti e onde che prendono la sabbia dalla spiaggia e essenzialmente la ributtano in uno stagno costiero, " ha detto. "Solo durante gli eventi di tempesta questi strati di sabbia si depositano nello stagno, e nei nuclei di sedimenti li puoi vedere inframmezzati dal fango fine che è tipicamente lì. Possiamo datare questi strati di sabbia e sapere quando un uragano ha colpito il sito".
Ha notato che non c'è stato ancora uno sforzo "intensivo" per confrontare i record di sedimenti e anelli degli alberi. "Il record dell'albero è ancora un proxy incerto, " ha detto Wallace. "Stiamo cercando i record degli anelli degli alberi con le firme delle precipitazioni che corrispondono alle tempeste degli ultimi 200 o 300 anni che corrispondano ai record dei sedimenti per lo stesso intervallo".
Dee ha affermato che il lavoro è fondamentalmente diverso dai modelli paleoclimatici che studia più spesso. "Qui stiamo prendendo modelli climatici e generando centinaia di tempeste pseudo-tropicali, " ha detto. "Stiamo 'giocando a Gaia' creando una versione plausibile della realtà e combinandola con la nostra conoscenza dei siti proxy disponibili.
"Questo ci dice quanti record da quanti luoghi abbiamo realisticamente bisogno di catturare un segnale climatico, " Ha detto Dee. "È molto costoso uscire e perforare le carote, e questo ci aiuta a dare la priorità a dove trivellare.
"Questa ricerca è cruciale mentre acceleriamo verso uno stato climatico medio con temperature dell'Oceano Atlantico sempre più calde, "Ha detto. "Capire come queste tempeste si sono evolute nel tempo fornisce una linea di base rispetto alla quale valutare i cicloni tropicali con e senza impatti umani sul sistema climatico".
Una borsa di studio Pan Postdoctoral Research e Rice Academy Fellowship a Wallace e una sovvenzione del programma di ricerca del Golfo a Dee hanno sostenuto lo studio. Dee è un assistente professore di Terra, scienze ambientali e planetarie. Emanuel è Cecil &Ida Green Professor of Atmospheric Science e co-direttore del Lorenz Center al MIT.
