I september 1871, en flotta av 33 amerikanska valfångstfartyg som navigerade genom arktiska vatten hamnade i ett katastrofalt återvändsgränd. Berg av ispaket, några klumpar sig nästan masten högt, bildade en naturlig blockad runt konvojen. Besättningarna väntade oroligt på att vinden skulle rädda deras skepp från isens pulveriserande grepp, men det blåste aldrig deras väg. Is slet sig i skrov och när de rivna fartygen gav sig till havet, mer än tusen män, kvinnor, och barn flydde för närliggande räddningsbåtar.

Idag – nästan 150 år senare – skulle valfångare i samma sträcka av Arktis sannolikt inte ha blivit fångade. Klimatet har förändrats avsevärt sedan dess, och medan säsongsbetonad is fortfarande bildas under vintern, mycket av de tjockare, flerårig is havsisen i regionen har minskat.

"Vi har observerat många förändringar under de senaste decennierna, inklusive värmande hav, smältande inlandsisar på Grönland, förändringar i vädermönster, och oftare, intensiva torka och översvämningar, sa Caroline Ummenhofer, en klimatforskare vid Woods Hole Oceanographic Institution. "Dock, i många avlägsna områden, som Arktis, vi saknar långa datamängder som kan sätta nya observationer i ett långsiktigt sammanhang. Detta har begränsat vår förmåga att förstå hur förändrade väder- och klimatmönster kan påverka det mänskliga samhället och ekosystemen."

Ummenhofer, tillsammans med Timothy Walker, hennes forskarkollega från University of Massachusetts Dartmouth (UMassD), försöker fylla dessa väderdataluckor före artonhundratalet med gamla klimatrekord från loggböcker för valfångstfartyg.

Skattkammare av klimatdata

Kaptener och styrman på valfångstfartyg – som de som fångades i valkatastrofen 1871 – förde en daglig logg över händelser under varje resa; dessa inkluderade undantagslöst en kort redogörelse för väderförhållandena. Vid olika tillfällen under dagen – mellan sysslor som att justera segel, pumpa ut vatten, och göra fartygsreparationer – de skulle hålla koll på vindhastighet och riktning, sjöförhållanden, lufttemperatur, och andra vädervariabler, dokumenterar dem ofta noggrant, handskriven kursiv.

Vad de inte visste vid den tiden var hur ovärderliga dokumenten skulle bli för forskare idag.

"Denna loggbokshärledda data kommer inte bara att hjälpa till att driva instrumentella klimatrekord tillbaka till slutet av 1700-talet, men de kan ge oss en mycket bredare geografisk spridning av väderdata än vad som är tillgängligt för närvarande, ", sade Walker. "Detta kan leda till en bättre förståelse av moderna klimatrekord och hjälpa till att förutsäga framtida förändringar."

Gamla väderrekord från handels- och militärfartyg har hjälpt till att överbrygga klyftor i det klimatologiska rekordet, men uppgifterna har vanligtvis begränsats till områden nära definierade sjöleder. valfångstfartyg, å andra sidan, var navigeringsavviker, bege sig ofta till avlägsna platser som andra fartyg inte gick för att följa byten.

Indiska oceanen är ett exempel, och ett område av särskilt intresse för Ummenhofer. Det är bland de mest avlägsna och minst observerade tropiska havsområdena, ändå är dess inflytande på den asiatiska monsunen – en livlina för en miljard människor – betydande. "Även små förändringar i nederbörden under monsunsäsongen kan ha en enorm effekt på växtodlingen och det ekonomiska välbefinnandet i regionen, " Hon sa.

Hot spot för klimatförändringar

bryta gamla väderrekord, hon känner, kan användas för att bättre förstå klimatvariationerna under "rytande fyrtiotalet" - en sträcka av södra Indiska oceanen på breddgrader mellan 40 och 50 grader känd för sina stormvindar. Under de senaste decennierna, dessa starka västländer har flyttat söderut, blir mer passande känd som "Furious Fifties".

"Indiska oceanen är en het plats för klimatförändringar, och ett område där vi har sett en betydande mängd uppvärmning och vindförändringar, " sa Ummenhofer. Hon säger att loggboksuppgifter kan hjälpa till att måla en bild av det förflutna genom att berätta för oss, till exempel, när monsunen kom varje år baserat på inträdesdatum och använda beskrivande termer. "Vi kan sedan jämföra äldre data med moderna observationer för att få insikter i några av de aldrig tidigare skådade klimatförhållandena vi står inför idag, " Hon sa.

Blir digital

Men det blir inte lätt. Forskarna, med hjälp av frivilliga, kommer att behöva sålla bland hundratals, och så småningom tusentals, av loggböcker – många bleknade och/eller skadade – från museer, arkiv, och bibliotek i New England för att få väderrekorden i digitalt format. Processen går ut på att skriva in de handskrivna väderbeskrivningarna i ett webbformulär som innehåller fält för parametrar som vindhastighet, vindriktning, molntäcke, och andra. När uppgifterna har angetts och formuläret har skickats, beskrivningarna matas automatiskt in i ett kalkylblad som tilldelar ett numeriskt värde till varje beskrivning baserat på Beaufort Wind Scale.

Walker notes that some of the handwriting in the logbooks is neat—some of it not so much—but all was penned in cursive. That could present a problem, at least for younger volunteers interested in helping out on the project, since cursive writing has become a lost art and may be unrecognizable to some. Scanning the logs with an optical character recognition system may not help much either since training the system to recognize handwritten characters from many different crew members across many different logbooks isn't feasible.

Trots dessa utmaningar, the researchers are committed to tapping these unexplored troves of climate data and are actively seeking funding sources to make it happen. There's a lot to get through, but Ummenhofer says the project can leverage already-established tools and methodologies that were developed as part of similar earlier projects, including Old Weather and the Atmospheric Circulation Reconstructions over the Earth (ACRE) project.

"By bringing together a team of oceanographers, climatologists, and historians, we're in a position to extract the climate data we need to make better sense of the past, while showcasing how this aspect of our local history here in New England still has relevance today, " said Ummenhofer.