Kuststäder kan besparas en del vindförstöring från intensifierande orkaner eller tropiska stormsystem om de har fungerande våtmarksekosystem och jordbruksodlingsmarker i området, enligt ny datormodelleringsforskning ledd av University of Alabama i Huntsville (UAH).

"Vår studie handlade om hur förändrat landtäcke i kustområden påverkar regn från tropiska stormar, " säger Emily Foshee, medförfattare till forskningen och en forskningsassistent vid UAH:s Earth System Science Center som analyserade modellerna. Dr Eric Rappin från Western Kentucky University körde de numeriska modellexperimenten.

Tidningen publicerades i Vetenskapliga rapporter i november. UAH samarbetade med Western Kentucky University, universitetet i Nebraska, University of Georgia, University of Colorado Boulder, Purdue University, NASA:s Marshall Space Flight Center och NASA:s Goddard Space Flight Center för att genomföra studien.

Forskare använde modellen med en simulering av en översvämningsstorm över Baton Rouge som kontroll och modifierade sedan typen av land som stormen passerade för att bedöma effekten. De modellerade tre landtyper:friska kustkärr, kärrland som hade blivit mättat eller övergått till öppet vatten och kustland som hade förvandlats mest till jordbruksbruk.

Markfuktigheten och den vegetativa buffringen av frisk myr hindrar stormintensiveringen men ökar nederbörden i modellen.

"Om du vill behålla träskens ekologi intakt för att du inte vill förlora alla andra fördelar med kärr, såsom att förhindra jorderosion och djurlivet och vattenlevande fördelar, och om du är orolig för hur du ska få mindre skada från stormvindar, då måste du behålla våtmarkerna, " säger Dr Udaysankar Nair, UAH docent i atmosfärsvetenskap och tidningens huvudförfattare, vars forskning finansierades av National Science Foundation.

"När du har en landfallande orkan, om du har våtmarker där, då är det större chans att stormen eller orkanen försvagas, " säger Dr. Nair.

Forskare modellerade effekterna på Baton Rouge, La., region genom att använda NASAs landyta modelldata och data från en verklig stor översvämningsstorm. Studieresultat, som stödjer bevarande och återställande av friska kärr, kan vara särskilt viktigt i Louisiana, som förlorar motsvarande en fotbollsplan mark till vatten varje timme.

Jordbruket fortsätter att omvandla våtmarker i Louisiana till grödor, och dessa metoder tenderar att torka jordar. Avskuren från en källa till vattenånga, stormarna i modellen som passerade över odlingsmarken var mindre intensiva och blåsiga. Men det finns en avvägning. Jordbruksmarker med en enda gröda har inte fördelarna med erosionskontroll och biologisk mångfald av träskmarker, Dr Nair säger.

Den kombinerade effekten av att friska våtmarker övergick till åkermark minskade stormintensiteten i modellen oavsett vilka markfuktighetsförhållanden som fanns.

Forskningen säger att om nuvarande trender fortsätter, en betydande del av Louisianas våtmarker kommer att övergå till öppet vatten under de kommande decennierna, troligen gör den studerade regionen ännu mer sårbar för kraftiga regnhändelser från framtida tropiska system.

Marsh som har blivit supermättad eller har övergått till öppet vatten, känt som ett brunt hav, producerar de mest skadliga vindarna i modellen, samtidigt som det sprider ut regn. Det beror på att mättade våtmarker eller öppet vatten fortsätter att mata energi till en orkans system.

Luftspiraler in mot ögat på en orkan, och som det gör har den en tendens att svalna, Dr Nair säger. Medan stormen är över det varma öppna havet, över öppet vatten till följd av omvandling av våtmarker, eller över det bruna havet i ett mättat kärr, energin från den våta och varma ytan uppväger kyleffekten med varm fuktig luft och stormen kan fortsätta att växa sig starkare.

"Vad som händer när en orkan kommer i land är att landet skär av den energikällan, Dr. Nair säger. "Olika former av marktäckning påverkar stormen. Vad vi fick reda på är att det inte bara är vattenånga som påverkar stormar. "

Den naturliga växtligheten i friskt träsk har mer buffrande friktion än om den har omvandlats till öppet vatten eller jordbruk, han säger.

"Om alla dessa kärrområden istället fylls med vatten, i huvudsak är det som det öppna havet som kommer direkt till land, " säger Dr. Nair. "Då ser du mer vind och mer utspritt regn, och mer skada av stormen. Stormen kommer att fortsätta att intensifieras när den kommer in."

Arbetet pekar på andra områden för vidare studier.

"Om vi ​​gör fler av den här typen av studier, " Dr. Nair säger, "då kan vi potentiellt kunna säga något om hur mönstren för markanvändning förändras och markförvaltning påverkar landföringen i orkaner."