颶風佛羅倫斯預計本週將襲擊東南部,儘管氣象學家很難準確地說出它或任何其他颶風將襲擊沿海地區的具體位置以及時間。
儘管存在這樣的不確定性,但毫無疑問颶風預測和追蹤變得更好近年來—部分原因是新衛星的出現和使用可以在惡劣天氣下飛行的無人機以載人飛機不可能實現的方式。
我們在哪裡颶風科學?我們學到了什麼,還有哪些問題有待解答?氣候變遷在強風暴的形成和傳播中有何作用?
為了回答這些問題和其他問題,NBC News MACH 透過線上聊天與大衛·S·諾蘭邁阿密大學羅森斯蒂爾海洋與大氣科學學院大氣科學系教授兼系主任,也是颶風和熱帶天氣的著名專家。為了篇幅和清晰度,採訪內容經過編輯。
馬赫:國家颶風中心今天將佛羅倫薩升級為一級4 級風暴。這究竟意味著什麼?
諾蘭:這意味著,根據他們的最佳估計,地表某處的風速可達每小時 130 英里或更高。這項估計來自衛星影像的組合,在本例中,來自今天早上在佛羅倫薩飛行的 NOAA(國家海洋和大氣管理局)飛機。
有多少個類別?
類別從 1 到 5。
會有六類嗎?
不會。達到更高的速度(例如 170 或 180 英里/小時)極為罕見。因此,為仍然極為罕見的事物建立一個類別是沒有意義的,即使它發生的次數多一點,例如每五年一次而不是每十年一次。
一般來說,是什麼決定了 4 級風暴是否會變成更具破壞性的 5 級風暴?
最有利的條件是溫暖的海洋溫度,例如高於 85 華氏度,以及風暴周圍較大環境中的微風。只有在最有利的條件下,風暴才會成為 5 級風暴。
惡劣天氣是否變得更嚴重、更頻繁?
目前還不清楚惡劣天氣是否真的變得更嚴重。很明顯,最極端降雨事件發生頻率增加,這與我們對全球暖化將如何改變天氣的理解是一致的。
有些颶風似乎登陸後很快就消散,造成的損害很小。其他人,像去年的哈維,讓位於強降雨和洪水。是什麼決定了風暴的走向?
有兩個因素。首先,風暴是否持續穩定地向內陸移動,或是否在海岸附近徘徊。這是由其周圍更大大氣層的轉向模式決定的,因為颶風本質上是由其周圍更大的天氣系統攜帶的。
其次,這取決於風暴所經過的地形類型。就哈維而言,[休士頓及其周圍]的土地相對平坦和光滑,而且仍然靠近墨西哥灣,因此哈維並沒有很快消散。
你說氣候變遷似乎正在改變全球天氣模式,使極端降雨事件更加頻繁。你能準確解釋一下發生了什麼事嗎?
主要原因是溫暖的空氣可以容納更多的水蒸氣。因此,當空氣上升形成雲然後下雨時,更多的水被釋放出來,然後更多的水以雨的形式落到地面上。
但沒有證據顯示氣候變遷導致颶風更頻繁?
沒有。不幸的是,現有的現代颶風記錄只有大約 60 年的高品質記錄。由於每年的颶風活動變化很大,因此時間不夠長,無法確定是否由於全球暖化而出現明顯的上升趨勢。
關於未來熱帶氣旋數量或強度是否會因全球暖化而增加,已有大量研究。但這些研究的結果參差不齊,有時甚至相互矛盾,所以我們還不能做出結論性的說法。
TC 號碼?
數量熱帶氣旋(颶風)每年在每個海洋中發生。
我懂了。颶風和氣旋到底有什麼差別?
從物理上來說,它們是同一件事。它們在大西洋和東太平洋被稱為颶風,在西太平洋被稱為颱風,在澳洲和印度被稱為氣旋。
是什麼導致這些風暴形成,又是什麼讓它們移動?
當海洋上空出現惡劣天氣(降雨和雷暴)時,就會形成颶風開始組織成漩渦圖案。隨著風的增強,它們從海洋中提取越來越多的能量和水,從而變得更強、更大。至於它們的運動,它們受到周圍更大的天氣模式的影響,即大多數人經常在天氣圖上看到的常見的低點和高點。
颶風能達到多大?
具有惡劣天氣(風和雨)的颶風區域通常寬約 200 英里。有些可能更大,長達 300 英里。有些很小,只有 50 英里。
它們總是朝同一個方向旋轉嗎?
在北半球,它們逆時針旋轉。在南半球,情況則剛好相反。
這是為什麼?
它們的旋轉來自地球的自轉,無論你在北半球或南半球,地球的自轉都有相反的意義。
此規則有任何例外嗎?
不。
您是使用電腦建模研究颶風的專家。你從你的研究中學到了什麼?
我的大部分研究都是關於颶風形成。我們使用電腦模型來了解颶風形成的物理過程。每年夏天,海洋上空都會發生很多“騷亂”,但大多數不會變成颶風。我們想了解其中一些人這樣做的原因。
電腦建模如何運作?
電腦模型試圖模擬大氣的運動。第一步是組裝當前天氣的數位“影像”,就像相機影像由許多不同顏色的像素組成一樣。但接下來,它使用物理和數學定律來確定大氣的每個部分將如何隨時間變化,因為它們受到周圍其他像素的影響。
有什麼新發現嗎?
我們的工作表明,在容易形成颶風的地區,大約 10,000 至 20,000 英尺的大氣中層水分的重要性。高於平均的濕度更有利於颶風形成。
除了電腦、飛機和衛星之外,颶風科學家現在還使用什麼新工具來促進他們的研究嗎?
新一代衛星,如新去 16最近投入營運的,非常棒。它們讓人們更容易了解這些風暴中正在發生的事情。另一項發展進步是無人機的使用。有大型無人機,例如美國太空總署全球鷹飛機其大小與公務機相當,可連續 24 小時飛越颶風。還有一些小型無人機可以從 NOAA 的一架飛機上空投到颶風中,並且可以比 NOAA 飛機(載人)飛得更接近海洋表面。
手機或社群媒體怎麼樣——它們對颶風研究有什麼影響嗎?
國家颶風中心和其他公共實體正在努力使用手機和社群媒體更有效地傳達訊息。但不適用於有關颶風本身的研究。
颶風科學的下一步是什麼?
如今,許多科學家正在試圖更好地理解“快速增強”,即颶風的風力在一天內增加兩級或更多級。但這方面已經取得了很大進展,電腦模型已經非常擅長預測這一點,就像現在對佛羅倫薩颶風的預測一樣。
另一個非常流行的話題是颶風活動將(或不會)隨著全球暖化而改變。雖然每個人似乎都認為這會讓情況變得更糟,但目前還沒有證據證明這一點。
身為颶風研究人員,是否有些情況讓研究人員徹夜難眠?
我認為這確實讓我們更加意識到不良事件可能而且將會發生。但我們也明白,這種情況發生在任何地方的可能性也很小。
國家氣象局網站有一個列表對颶風的常見誤解。您認為人們最常見的是什麼?
我不確定最常見的情況。但我認為最危險的是,許多人認為他們以前經歷過颶風。許多人經歷過颶風的邊緣效應,並認為自己經歷過颶風。真實的颶風狀況(持續風速達到 75 英里/小時或更高)實際上比人們意識到的要糟糕得多。
對於可能阻礙佛羅倫薩或另一場颶風的人們有什麼建議嗎?
遵循當地官員的建議。