Pesquisadores da Universidade Stanford demonstraram que equipamentos empregados no monitoramento de terremotos também podem fornecer informações sobre furacões. O estudo, publicado na última quinta-feira (06) na revista Science, analisou sinais registrados durante a passagem do furacão Isaac pela Louisiana, em 2012.
A pesquisa foi conduzida por Qing Ji, Eric Dunham e Ipshita Dey e combina registros de seismômetros com dados de microfones capazes de detectar infrassom. A proposta é transformar movimentos do solo e oscilações de pressão atmosférica em indicadores das condições existentes próximas à superfície durante uma tempestade.
A alternativa pode ampliar as informações disponíveis para acompanhar a evolução dos furacões. Além de indicar a passagem do olho da tempestade, os instrumentos podem registrar características da turbulência na camada atmosférica mais próxima do solo, um elemento relevante para compreender mudanças na intensidade e no comportamento desses sistemas.
Uma nova forma de observar os furacões
Furacões de grande porte podem atingir centenas de quilômetros de extensão e são formados por uma estrutura que inclui um centro de baixa pressão, o olho, cercado pela parede do olho, onde se concentram ventos e chuvas intensos. Faixas de tempestades se estendem para além dessa região, enquanto o sistema retira energia das águas oceânicas aquecidas.
Próxima à superfície terrestre existe uma região conhecida como camada-limite atmosférica. Nela, vento, calor e umidade interagem de maneira turbulenta. Conhecer essas condições é importante para avaliar se uma tempestade tende a ganhar ou perder força.
Atualmente, esse tipo de informação pode ser obtido por diferentes meios. Aeronaves entram em sistemas tropicais para lançar sensores, enquanto boias, torres de medição de vento e radares também contribuem para a observação. Cada recurso, porém, apresenta limitações: boias e torres se concentram nas condições próximas à superfície, radares fornecem registros pontuais e os voos colocam equipes em situações de risco.
Foi nesse cenário que surgiu a oportunidade aproveitada pelos pesquisadores de Stanford. A Louisiana possui pouca atividade sísmica, mas já contava com estações equipadas com instrumentos geofísicos instalados para uma iniciativa financiada pela National Science Foundation. O objetivo original era investigar a estrutura interna da Terra.
Quando Isaac atravessou a região em 2012, o furacão passou justamente por áreas monitoradas por essas estações. A coincidência permitiu observar a tempestade por meio de equipamentos que não haviam sido instalados originalmente para essa finalidade.
Do ruído sísmico ao sinal da tempestade
Uma investigação anterior conduzida por Ji e Dunham havia questionado a ideia de que uma tempestade desse porte produziria sinais sísmicos tão numerosos que os instrumentos seriam dominados por ondas vindas de diferentes pontos do sistema.
Os pesquisadores encontraram outro padrão. Em vez de um registro controlado principalmente por sinais distantes, os dados dos seismômetros apresentavam forte relação com a turbulência existente nas proximidades de cada estação. Essa constatação levou a equipe a direcionar a investigação para processos de pequena escala na camada-limite atmosférica.
A etapa seguinte incorporou os registros de infrassom, ondas sonoras de frequência tão baixa que não são percebidas pelo ouvido humano. Com eles, a equipe conseguiu acompanhar de maneira contínua as alterações de pressão associadas à turbulência próxima à superfície.
A combinação dos dois tipos de registro permitiu identificar a passagem do olho de Isaac sobre determinadas estações. Antes e depois desse intervalo, os dados revelaram a presença da parede do olho, caracterizada pelas condições mais intensas do furacão.
Para verificar a consistência do método, os pesquisadores confrontaram os registros geofísicos com informações obtidas por técnicas convencionais de monitoramento da camada-limite. Os resultados apresentaram forte correspondência, indicando que os sensores sísmicos e acústicos podem reproduzir informações compatíveis com métodos já utilizados para estudar essas condições.
Uma rede de sensores com mais de uma função
A experiência com Isaac também aponta para uma possibilidade de aproveitamento mais amplo das estações existentes. Em vez de servirem exclusivamente ao acompanhamento de fenômenos sísmicos, esses pontos de observação poderiam reunir instrumentos capazes de produzir informações úteis tanto para a geofísica quanto para a ciência atmosférica.
A equipe pretende testar a abordagem em outros furacões. Isaac atingiu a costa como uma tempestade de categoria 1 e, durante aproximadamente 100 segundos, provocou um deslocamento do solo inferior a 1 milímetro. O movimento foi comparável ao produzido por um terremoto muito fraco, imperceptível para as pessoas.
Tempestades mais intensas podem oferecer sinais ainda maiores. O estudo menciona os furacões Andrew, de 1992, e Michael, de 2018, ambos de categoria 5, como exemplos de sistemas que poderiam produzir registros mais fortes e potencialmente mais consistentes para esse tipo de análise.
A expansão da pesquisa também pode alcançar outros sistemas atmosféricos capazes de gerar ventos fortes. A expectativa é que dados produzidos por redes de monitoramento já instaladas possam complementar as ferramentas disponíveis para compreender tempestades.
Os possíveis usos incluem aprimorar o acompanhamento da evolução dos furacões e fornecer subsídios para decisões relacionadas à infraestrutura, preparação para tempestades, evacuação e comunicação com a população. A proposta, portanto, não é substituir as técnicas existentes, mas acrescentar uma fonte adicional de observação.
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