Atlantorkaner kommer inte bara och går. De lämnar ledtrådar till sin passage genom landskapet som varar i århundraden eller mer. Rice University-forskare använder dessa naturliga arkiv för att hitta tecken på stormar hundratals år innan satelliter tillät oss att titta på dem i realtid.

Postdoktor Elizabeth Wallace, en paleotempestolog som gick med i labbet av Rice klimatforskare Sylvia Dee i år, bygger på tekniker som avslöjar frekvensen av orkaner i Atlanten under årtusenden.

Orkandata från paleoklimat (eller "proxy"-data) finns i arkiv som trädringar som behåller tecken på kortvariga översvämningar, sediment i blå hål (marina grottor) och kustdammar som bevarar bevis på sand som sköljts in i landet av stormfloder. Dessa naturliga arkiv ger forskare en grov uppfattning om när och var orkaner har kommit iland.

I ett nytt papper i Geofysiska forskningsbrev , Wallace, Dee och medförfattare Kerry Emanuel, en klimatforskare vid Massachusetts Institute of Technology, ta hundratusentals "syntetiska" stormar som skapats från globala klimatmodellsimuleringar från de senaste 1, 000 år och undersök om de fångas eller inte av det stora nätverket av atlantiska paleohurricane proxies.

Att rekonstruera det förflutna kommer att hjälpa forskare att förstå ebb och flödet av atlantiska orkaner över tid. Tidigare studier av Wallace och andra har visat att en enda plats som fångar tidigare stormar inte kan användas för att rekonstruera orkanens klimatförändringar; dock, ett nätverk av ombud kan hjälpa till att förfina modeller för hur dessa stormar sannolikt kommer att påverkas av klimatförändringar framöver.

"Dessa paleo-orkanproxies tillåter oss att rekonstruera stormar in i det förflutna, och vi använder dem för att ta reda på hur stormaktiviteten i bassängen har förändrats, sade Wallace, en infödd Virginia som tog sin doktorsexamen vid MIT och Woods Hole Oceanographic Institution förra året och kopplade till Dee när professorn talade där 2017.

"Om jag har en sedimentkärna från Florida, det är bara att fånga stormar som drabbar Florida, " sa hon. "Jag ville se om vi kan använda hela samlingen av poster som samlats in från Bahamas, östkusten och Mexikanska golfen under de senaste decennierna för att noggrant rekonstruera vattenbassängomfattande stormaktivitet under de senaste århundradena."

De syntetiska stormarna de byggde hjälpte till att illustrera vad Wallace redan visste:Det finns en partiskhet mot Karibien och Mexikanska golfen, och ett behov av fler proxies längs Nord- och Centralamerikas östkuster. Rice-teamets strävan framöver kommer att vara att förfina sina klimatsimuleringar och lägga till fler platser till nätverken för att bättre rekonstruera tidigare orkanaktivitet.

"Särskilt, det finns egentligen inga platser från sydöstra USA, platser som Carolinas, ", sa hon. "Ett av målen med detta arbete är att belysa var forskarna bör gå till kärnan härnäst."

Wallace har förstahandserfarenhet av att borra kärnor. "Under en stormhändelse, du får höga vindar och vågor som tar sanden från stranden och i princip bara kastar tillbaka den i en kustnära damm, "Sade hon. "Bara under stormhändelser blir dessa sandlager avsatta i dammen, och i sedimentkärnorna kan du se dem varvat med den fina leran som vanligtvis finns där. Vi kan datera dessa sandlager och veta när en orkan drabbade platsen."

Hon noterade att det ännu inte har gjorts en "intensiv" ansträngning för att jämföra sediment och trädringar. "Träposten är fortfarande en osäker proxy, ", sade Wallace. "Vi letar efter trädringrekord med nederbördssignaturer som motsvarar stormar som gått under de senaste 200 eller 300 åren som matchar sedimentrekorden för samma intervall."

Dee sa att arbetet skiljer sig fundamentalt från de paleoklimatmodeller hon oftast studerar. "Här tar vi klimatmodeller och genererar hundratals pseudotropiska stormar, " sa hon. "Vi "spelar Gaia" genom att göra en rimlig version av verkligheten och kombinera den med vår kunskap om tillgängliga proxysajter.

"Detta berättar för oss hur många rekord från hur många platser vi realistiskt behöver för att fånga en klimatsignal, " sa Dee. "Det är väldigt dyrt att gå ut och borra kärnor, och detta hjälper till att ge oss ett sätt att prioritera var vi ska borra.

"Denna forskning är avgörande när vi accelererar till ett klimatbetonat tillstånd med allt varmare temperaturer i Atlanten, "Att förstå hur dessa stormar har utvecklats över tiden ger en baslinje mot vilken man kan utvärdera tropiska cykloner med och utan mänsklig påverkan på klimatsystemet."

Ett Pan Postdoctoral Research Fellowship och Rice Academy Fellowship till Wallace och ett Gulf Research Program-bidrag till Dee stödde studien. Dee är biträdande professor i jorden, miljö- och planetvetenskap. Emanuel är Cecil &Ida Green professor i atmosfärisk vetenskap och meddirektör för Lorenz Center vid MIT.