Les ouragans de l'Atlantique ne font pas qu'aller et venir. Ils laissent des indices de leur passage dans le paysage qui durent des siècles ou plus. Les scientifiques de l'Université Rice utilisent ces archives naturelles pour trouver des signes de tempêtes des centaines d'années avant que les satellites ne nous permettent de les observer en temps réel.

Stagiaire postdoctorale Elizabeth Wallace, une paléotempestologue qui a rejoint cette année le laboratoire de la climatologue Rice Sylvia Dee, s'appuie sur des techniques qui révèlent la fréquence des ouragans dans le bassin atlantique au cours des millénaires.

Les données sur les ouragans paléoclimatiques (ou données "proxy") se trouvent dans les archives comme les cernes des arbres qui conservent des signes d'inondation à court terme, sédiments dans les trous bleus (cavernes marines) et les étangs côtiers qui préservent des traces de sable emporté à l'intérieur des terres par les ondes de tempête. Ces archives naturelles donnent aux chercheurs une idée approximative du moment et de l'endroit où les ouragans ont touché terre.

Dans un nouveau papier en Lettres de recherche géophysique , Wallace, Dee et co-auteur Kerry Emanuel, climatologue au Massachusetts Institute of Technology, prendre des centaines de milliers de tempêtes « synthétiques » générées à partir des simulations de modèles climatiques mondiaux du passé 1, 000 ans et d'examiner s'ils sont ou non capturés par le vaste réseau de mandataires des paléoouragans de l'Atlantique.

Reconstruire le passé aidera les scientifiques à comprendre le flux et le reflux des ouragans de l'Atlantique au fil du temps. Des études antérieures de Wallace et d'autres ont démontré qu'un seul site capturant les tempêtes passées ne peut pas être utilisé pour reconstituer les changements climatiques des ouragans; cependant, un réseau de mandataires pourrait aider à affiner les modèles de la façon dont ces tempêtes sont susceptibles d'être affectées par le changement climatique à l'avenir.

"Ces proxys d'ouragan paléo nous permettent de reconstituer des tempêtes dans le passé, et nous les utilisons pour comprendre comment l'activité des tempêtes à l'échelle du bassin a changé, " dit Wallace, originaire de Virginie qui a obtenu son doctorat au MIT et à la Woods Hole Oceanographic Institution l'année dernière et qui s'est connectée avec Dee lorsque le professeur y a pris la parole en 2017.

"Si j'ai une carotte de sédiments de Floride, il ne s'agit que de capturer les tempêtes qui ont frappé la Floride, " dit-elle. " Je voulais voir si nous pouvions utiliser la collection complète de documents collectés aux Bahamas, la côte est et le golfe du Mexique au cours des dernières décennies pour reconstituer avec précision l'activité des tempêtes à l'échelle du bassin au cours des derniers siècles. »

Les tempêtes synthétiques qu'ils ont construites ont aidé à illustrer ce que Wallace savait déjà :il y a un biais vers les Caraïbes et le golfe du Mexique, et un besoin de plus de mandataires le long des côtes est de l'Amérique du Nord et de l'Amérique centrale. La quête de l'équipe Rice à l'avenir sera d'affiner leurs simulations climatiques et d'ajouter plus de sites aux réseaux pour mieux reconstruire l'activité des ouragans passés.

"En particulier, il n'y a pas vraiment de sites du sud-est des États-Unis, des endroits comme les Carolines, ", a-t-elle déclaré. "L'un des objectifs de ce travail est de mettre en évidence les prochaines étapes à suivre par les scientifiques."

Wallace a une expérience de première main dans le forage de carottes. « Lors d'une tempête, vous avez des vents violents et des vagues qui prennent le sable de la plage et le rejettent essentiellement dans un étang côtier, " dit-elle. " Ce n'est que pendant les tempêtes que ces couches de sable se déposent dans l'étang, et dans les carottes de sédiments, vous pouvez les voir entrecoupées de la boue fine qui s'y trouve généralement. Nous pouvons dater ces couches de sable et savoir quand un ouragan a frappé le site."

Elle a noté qu'il n'y avait pas encore eu d'effort « intensif » pour comparer les enregistrements des sédiments et des cernes des arbres. "L'enregistrement de l'arbre est toujours un proxy incertain, " Wallace a déclaré. "Nous recherchons des enregistrements de cernes des arbres avec des signatures de précipitations qui correspondent aux tempêtes des 200 ou 300 dernières années qui correspondent aux enregistrements de sédiments pour ce même intervalle."

Dee a déclaré que le travail est fondamentalement différent des modèles paléoclimatiques qu'elle étudie le plus souvent. "Ici, nous prenons des modèles climatiques et générons des centaines de tempêtes pseudo-tropicales, " a-t-elle déclaré. "Nous 'jouons à Gaia' en créant une version plausible de la réalité et en la combinant avec notre connaissance des sites proxy disponibles.

"Cela nous dit combien d'enregistrements de combien d'endroits nous avons réellement besoin de capturer un signal climatique, " Dit Dee. " C'est vraiment cher de sortir et de forer des carottes, et cela nous donne un moyen de prioriser où forer.

"Cette recherche est cruciale alors que nous accélérons vers un état climatique moyen avec des températures de plus en plus chaudes dans l'océan Atlantique, ", a-t-elle déclaré. "Comprendre comment ces tempêtes ont évolué au fil du temps fournit une base de référence pour évaluer les cyclones tropicaux avec et sans impacts humains sur le système climatique."

Une bourse de recherche postdoctorale Pan et une bourse de la Rice Academy à Wallace et une subvention du Gulf Research Program à Dee ont soutenu l'étude. Dee est professeur adjoint de la Terre, sciences de l'environnement et de la planète. Emanuel est professeur Cecil &Ida Green de sciences atmosphériques et co-directeur du Centre Lorenz du MIT.