Historic microseismic data and their relation to the wave-climate in the North Atlantic

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Abstract:

Microseismic data from observatories in Europe, which have been continuously recorded since about 100 years, contain information on the wave-climate in the North Atlantic. They can potentially be used as additional constraints in high-resolution temporal and spatial reconstructions of the storminess and oceanic waveheights in the past. To resolve spatial patterns data from observatories in different regions are needed. While previous recent studies analyzed only few observatory archives and relatively short time ranges, this is a first attempt to process the whole available data archive from different observatories. We correct and compare smoothed microseismic data from different stations and discuss their correlation and possible use for studies of storminess variability. Microseismic amplitudes at four seismic stations in northern Europe show amplitude peaks in 1920 and 1925, a slow decline in amplitudes till the middle of the 1930's followed by a steady increase of amplitudes till about 1990. From 1990 on microseismic amplitudes decrease. We find a good correlation between the average surface wind velocity in the North Atlantic and microseismic amplitudes at inland stations far away from the coast. Coastal stations are more influenced by local swell and are thus potentially useful to recover regional changes in wind and ocean wave fields with time. The study demonstrates that the analysis of microseismic has the potential to assess climate changes during the last 100 years.

German
Meeresmikroseismische Daten werden in Europa seit etwa 100 Jahren kontinuierlich an Observatorien aufgezeichnet und archiviert und enthalten Informationen über das Wellenklima im Nordatlantik. Sie können potenziell als zusätzliche Daten für eine zeitlich und räumlich hochau flösende Rekonstruktion der Wellen-höhen und Sturmhäu figkeit im Nordatlantik genutzt werden. Jüngere Arbeiten dazu haben nur relativ kurze Zeitreihen an wenigen Observatorien betrachtet. Diese Arbeit ist ein erster Versuch das gesamte zur Verfügung stehende Datenarchiv aus unterschiedlichen europäischen Observatorien zu prozessieren. In der Arbeit vergleichen wir korrigierte und ge filterte mikroseismische Daten an unterschiedlichen Stationen und untersuchen ihre Korrelation und diskutieren ihre mögliche Bedeutung für die Untersuchung der historischen Sturmhäu figkeit im Nordatlantik. Die Amplituden der Meeresmikroseismik zeigen an vier nordeuropäischen Stationen Spitzen in den Jahren 1920 und 1925, eine Amplitudenabnahme bis in die Mitte der 30er Jahren des 20. ten Jahrhunderts, gefolgt von einer stetigen Zunahme bis 1990. Seit 1990 nehmen die mittleren Meeresmikroseismikamplituden wieder ab. Wir finden eine gute Korrelation zwischen der gemittelten oberflächennahen Windgeschwindigkeit im Nordatlantik und den mikroseismischen Amplituden an Inlandstationen. Küstennahe Stationen sind mehr durch lokale Wellenbewegung beein flusst und bergen daher das Potenzial die regionalen und zeitlichen Änderungen von Wind- und Wellenfeldern zu rekonstruieren. Die Arbeit zeigt, dass meeresmikroseismische Aufzeichnungen an seismischen Stationen als wertvoller Proxydatensatz zur Untersuchung von klimatischen Änderungen der letzten 100 Jahre beitragen können.

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1127/0941-2948/2005/0081

Publication date: December 1, 2005

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