L'un des plus grands défis pour atténuer le danger des ouragans est de prédire où une tempête touchera les terres et d'estimer sa puissance lorsqu'elle frappera. Les chercheurs Dr Toshiro Tanimoto et Annie Valovcin à l'Université de Californie, Santa Barbara (UCSB) étudie de nouvelles méthodes pour surveiller l'intensité des ouragans à l'aide de données sismiques.
"Les ouragans ont des vents forts qui provoquent des changements de pression à la surface qui génèrent des ondes sismiques que nous pouvons clairement voir, " dit Tanimoto, professeur au Département des sciences de la Terre de l'UCSB. "Le EarthScope Transportable Array a fourni des données critiques pour ce projet." La baie transportable, partie de l'USArray d'EarthScope, est un ensemble de 400 sismomètres qui ont été déployés dans des andains à travers les États-Unis, chaque instrument occupant son site pendant deux ans avant de passer à l'andain suivant. De nombreuses stations comprennent également d'autres instruments des sciences de la Terre; après 2011, toutes les stations comprenaient des baromètres.
En utilisant à la fois les capacités sismiques et barométriques des instruments, Valovcin et Tanimoto développent une nouvelle façon d'examiner les ouragans. Ils appellent cela la rétroprojection par formation de faisceau, et il s'agit d'analyser les ondes sismiques enregistrées lors d'un ouragan pour localiser le pic d'amplitude sur la carte, qui montre d'où proviennent les ondes sismiques. Ils comparent ensuite l'emplacement des données sismiques aux cartes météorologiques indiquant l'emplacement de la tempête, vérifier si les emplacements correspondent et si l'emplacement dérivé sismiquement suit le même chemin dans le temps que l'emplacement de la carte des tempêtes.
Pour les cas où Valovcin et Tanimoto ont examiné les données des ouragans au-dessus de la terre, les instruments sismiques ont détecté le changement de pression entre l'œil calme de la tempête et le mur de l'œil de l'ouragan, où les vents passent d'horizontal à considérablement vertical et il y a une forte oscillation de pression.
Par exemple, l'ouragan Isaac, qui a frappé la Louisiane en 2012 et causé environ 2,4 milliards de dollars de dégâts, déplacé à travers le réseau transportable. Les stations ont enregistré à la fois la pression sismique et barométrique, permettant aux chercheurs de travailler directement avec deux types de données d'un même événement. « Dans l'ouragan Isaac, À 80 km du centre, les données ont montré un modèle de haute pression circulaire que nous pouvons voir directement grâce au réseau transportable. Dans la littérature sur les ouragans, c'est discuté, mais c'était excitant de le voir, " dit Tanimoto.
Dans la phase suivante de la recherche, Tanimoto et Valovcin ont trouvé quand un ouragan est assez fort, il provoque des ondes sismiques détectables même lorsque la tempête est encore en mer. La méthode nécessite un large éventail d'instruments, puisque les ondes sismiques qu'ils étudient ont de très grandes longueurs d'onde. Valovcin et Tanimoto ont utilisé un réseau d'instruments différent - le réseau sismique de Californie du Sud très dense - pour mesurer les ouragans de la côte est au milieu de l'océan Atlantique.
Alors qu'un ouragan est au-dessus de l'océan, les données sont moins détaillées que les données d'atterrissage, montrant l'emplacement général de l'ensemble du système dépressionnaire. C'est la haute technologie, version paysage de mettre votre oreille sur une voie ferrée pour ressentir les vibrations d'un train que vous ne pouvez pas encore voir.
"Cela pourrait ajouter à ce que nous savons, et à long terme, donnez-nous un moyen à distance de surveiller les tempêtes, " dit Valovcin. "Par exemple, un baromètre doit être dans l'ouragan pour mesurer la pression atmosphérique, mais à l'avenir, nous pourrons peut-être détecter la pression à longue distance grâce à des lectures sismiques."
Bien que cette recherche n'en soit qu'à ses débuts, cela pourrait ouvrir la porte à une nouvelle façon de suivre les ouragans. "Nous explorons maintenant ce que nous pouvons apprendre de cela. C'est une nouvelle façon de voir les ouragans. Cela montre les possibilités, une fois que nous comprenons le processus physique, " dit Tanimoto.
