該研究結果由得克薩斯農工大學地球科學學院的科學家Christopher Maupin、Courtney Schumacher和Brendan Roark與其他研究人員共同撰寫，最近發表在《自然-地球科學》上。

在這項研究中，研究人員分析了得克薩斯州洞穴中3萬至5萬年前的鐘乳石中的氧同位素，以了解過去雷暴及其持續時間的趨勢，使用基于雷達的校準該地區的降雨同位素。他們發現，當風暴制度在千年的時間尺度上從弱組織轉變為強組織時，它們與眾所周知的最后一個冰川期的全球氣候突變相吻合，這發生在大約12萬年和11500年前。

通過現代的同步分析，研究人員了解到南部大平原的雷暴與發生在更大范圍內的風和水分模式的變化密切相關。了解這些變化和各種關聯，不僅有助于重建過去的雷暴發生，而且有助于預測未來的中緯度雷暴模式。

Maupin說：“在南部大平原的洞穴內有代理記錄。在南部大平原和得克薩斯州南部可能有成千上萬的洞穴。為什么在這些地區沒有進行更多的研究?洞穴沉積物作為代用指標是如此有前景。”

Schumacher說，科學家們了解現代的降雨模式，而大型風暴會消耗同位素。“然而，我們不知道未來會發生什么，這項工作將有助于預測未來的風暴趨勢，”她說。“如果我們能夠運行一個與洞穴記錄一致的過去的氣候模型，并運行同一個模型向前發展，如果它與洞穴記錄相匹配，我們可以更相信它的發現，而不是它們不匹配。在兩個模型中，如果有一個模型真的與洞穴同位素相匹配，那么你就可以相信這個模型來理解未來的風暴分布。”

“關于我們通過中尺度對流系統(大型風暴)與非中尺度(小型風暴)的東西獲得的大型天氣事件，過去發生了什么，這確實是一個重要的問題，”Maupin說。“我們從真正的大風暴中得到如此多的降水，而模型網格無法捕捉到大的天氣事件，因為網格本身是如此之大。古氣候學有助于組織過去的事件，以形成它們如何對平均氣候做出反應的替代記錄。”

Schumacher的專業知識被用來與一段時間內發生的各種降雨事件建立聯系。她有在全球范圍內處理雷達數據和雨水測量的經驗。

Schumacher說：“覆蓋數百英里的大型風暴在得克薩斯州提供了大約50-80%的雨水。在現代，這些風暴有不同的同位素特征。”她表示，Maupin的研究正在推倒古世界的過時原則，因為你必須研究風暴是如何變大的，是什么影響了它們。

Maupin稱：“這些雷暴是如此之大，即使大部分雨水發生在俄克拉荷馬州，得克薩斯州的雨水仍然會帶有這些巨大風暴的同位素特征。盡管這些系統發生在哪里，但你還是會對其進行指紋識別，而且它們不一定非得是超級本地化的才會被識別。大風暴導致同位素特征的耗盡。你不能僅僅用溫度變化來解釋鐘乳石的變化。”

Celia Lorraine McChesney 和Audrey Housson 是參與該研究的兩名本科生研究人員，他們都通過實地工作、合作和高影響力的學習經歷學到了很多東西。

"來自洞穴的樣本被用作了解德克薩斯古氣候的高影響力學習工具，"Maupin說。"其中一名本科生開始對鐘乳石進行微磨。我非常幸運能夠獲得地球科學學院的資源，并與這些有才華的本科生一起進行開創性的研究。"

McChesney說她在實驗室做畢業論文的經歷是 "非常有價值的"，而且這項研究使她能夠旅行和到野外去。

"作為得克薩斯農工大學的一名本科生研究學生，我很自豪能夠成為首批在古氣候記錄中關聯氣候變化和天氣聯系的團隊之一，"Housson說。"這整個經歷為我提供了很好的接觸學術界的機會，并使我作為一個科學家更加自信。現在，作為一名地質學家和土木工程師，我正在從事與水資源有關的隧道和水壩等重型民用基礎設施項目。我喜歡我的職業與我的本科研究聯系在一起，了解氣候變化和天氣之間的相關性有助于規劃未來的水資源。"