Tordenvejr i Nebraska, USA. (Jason Persoff Stormdoctor/Getty Images) Mens knurrende himmel og spektakulære visninger af luftsplittende lys kan være en spændende oplevelse at være vidne til, kan tordenvejr også gøre en frygtelig stor skade.
Fraantænde massive naturbrandetil at forårsage oversvømmelser, ødelæggende hagl og endda tornadoer, kan dette vilde vejr ødelægge hjem og virksomheder og tage liv.
Tordenvejr, der raser henover Southern Great Plains af USA er blandt de stærkeste af sådanne storme på Jorden. Kendt som mesoskala konvektiv systemer , giver disse stormkomplekser op til 90 pct af regionens samlede årlige nedbør.
Deres intensitet og frekvens har været stigende , men alligevel kæmper vores bedste klimamodeller stadig med at forudsige, hvordan og hvornår de vil opstå.
For at hjælpe med at forfine klimamodeller for de sydlige store sletter brugte palæoklimatolog Christopher Maupin fra Texas A&M University og kolleger ilt- og brintisotoper til at spore tidligere stormes voldsomhed.
Vandmolekyler baseret på grundstoffer, der bærer en ekstra neutron eller to, har en tendens til at kræve lidt mere energi for at fordampe og frigive mere energi, når de kondenserer. Dette efterlader en klar signatur i forholdet mellem isotoper adskilt af nedbør under forskellige forhold.
Ved at sammenligne resultaterne af analyser taget i dag med historiske forhold mellem brint- og oxygenisotoper fundet fanget af drypsten i texanske huler, udviklede forskerne et nøjagtigt billede af vejrbegivenheder i fortiden.
'Disse tordenvejr er så store, at selvom det meste af regnen falder i Oklahoma, vil regnen i Texas stadig bære isotopisk signatur af disse enorme storme,' sagde Maupin.
'Du tager fingeraftryk af disse systemer på trods af, hvor de forekommer, og de behøver ikke at være superlokaliserede for at blive genkendt. Store storme forårsager udtømte isotopiske signaturer.'
Ved at bruge et andet sæt isotoper, denne gang ved at måle dem af uran og thorium, daterede holdet drypsten og stalagmitterne til omkring den sidste istid, for 30-50 tusind år siden.
Måling af skift i ilt- og brintisotoper ned i deres længder gjorde det muligt for forskerne at se stormene cykle fra svagt til stærkt organiseret, omtrent hvert tusinde år. Jo stærkere organiseret komplekset af storme bliver, jo mere intense og skadelige er de.
De opdagede, at disse ændringer i tordenvejrs intensitet faldt sammen med velkendte, bratte skift i det globale klima, kendt som Dansgaard–Oeschger begivenheder.
Forskerne fandt også, at disse intensitetsstigninger falder sammen med en reduktion af regn i det sydvestlige USA og større atmosfærisk opstrømning i Santa Barbara Basin-området.
De mener, at det observerede mønster antyder en øget frekvens eller intensitet af de gigantiske globale atmosfæriske bølger, der driver vejret, kaldetRossby vinker, kan give det ekstra løft, der er nødvendigt for at give næring til disse større storme.
'Moderne menneskeskabte klimapåtvingninger har i stigende grad begunstiget en forstærkning af disse synoptisk faktorer,' skrev holdet i deres papir.
'Dette arbejde vil hjælpe med at forudsige tendenser til storme i fremtiden,' forklaret geoforsker Courtney Schumacher.
'Hvis vi kan køre en klimamodel for fortiden, som er i overensstemmelse med huleregistreringer, og køre den samme model fremad, kan vi stole mere på dens resultater, hvis den matchede huleregistreringerne versus hvis de ikke gjorde det. Ud af to modeller, hvis den ene virkelig matcher huleisotoperne, så kan du stole på, at den ene forstår stormfordelingen i fremtiden.'
Disse resultater kan også have potentielle praktiske anvendelser, siger geolog og civilingeniør Audrey Housson, der bidrog til forskningen som bachelor: Forståelse af sammenhængen mellem klima forandring og vejr kan hjælpe os med bedre at planlægge vigtig infrastruktur i fremtiden, herunder vandressourcer.
Denne forskning blev offentliggjort i Natur Geovidenskab .