以下是科学家如何预测下一个飓风季节

由:Kristopher Karnauskas|
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温贝托飓风是2019年9月在百慕大造成大面积破坏的一场强大风暴。美国国家海洋和大气管理局

随着北半球夏季的临近,天气预报员开始关注墨西哥湾和非洲之间的每一次降雨天气。那里的每一个逆时针旋转的风或浮云都有可能组织成一场危及生命的热带风暴。

大约一半的热带风暴过去二十年形成的飓风,其中大约有一半成为了我们称之为大型飓风的沿海破坏怪物。我们现在习惯了每年看到大约16场热带风暴,尽管这个数字每年都会有很大的变化。

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有哪些警告信号表明,我们可能会迎来另一个创纪录的大西洋飓风季节,比如2020年,当时形成了30个热带风暴;或者是像2014年那样,形成了8个热带风暴。

国家飓风中心发布了2021年的第一个季节预测5月20日,预计比正常季节更活跃,13至20被命名的风暴6到10个飓风,3到5个主要飓风。第一个被命名为风暴,安娜,成立于5月22日,距离新赛季6月1日开赛还有10天。

以下是预测者和科学家的一些成分像我这样寻找。

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热带风暴开始的地方

飓风生活在大气中,但它们是由海洋供养的。首先,让我们再往上游看,看看它们来自哪里。

就像种植作物一样,飓风会带来大量的种子和有利的环境条件。

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热带风暴的种子很小,几乎不会对天气造成威胁。你会发现它们在任何一天都分散在热带地区。在大西洋中,一些开始于非洲上空的雷暴集群,或者在非洲西海岸的佛得角群岛附近形成云团。

这些种子绝大多数活不过几天,但有些会被东风卷起来,种植在北纬10到20度之间的热带大西洋上空。这个领域的发展是靠海洋来推动的。从那里,发展中的热带风暴被大气的“转向流”带向西方和北方——避开赤道,那里是关键地带地球自转的影响太小了,无法进一步发育。

种子越多,飓风活跃季节的可能性就越大。

有几个因素会影响某一年热带风暴的播种水平,但天气预报员的注意力通常集中在非洲季风在春天。

一旦这些种子从非洲海岸线或海洋其他地方出现的温暖上升的空气中出现,人们的注意力就会转移到环境条件上,这些环境条件可以促进或限制它们发展成热带风暴和飓风。

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非洲上空的云团有可能变成热带风暴。
美国国家海洋和大气管理局

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温暖的海水引发飓风

一般来说,热带风暴在海洋表面活跃温和的80华氏度(26.7摄氏度)或更高。这就是为什么飓风在6月1日之前很少见,最有可能发生在8月到10月,那时海洋是最温暖的。

主要的热带风暴的燃料来源是热能在海洋上层,最高100英尺(30米)左右。

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然而,这不仅仅是表面的温度。形成强飓风的一个主要因素是暖水延伸的深度,以及暖水层与下面的冷水层之间的分离程度。这是因为飓风移动时会搅动海洋。

如果温水层很浅,很容易混合,那么不需要太多的搅动就可以用下面的冷水稀释表面的热能,从而为飓风留下更少的能量。但如果温暖的海水更深,风暴就有更多的燃料可以汲取。

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温暖的海水帮助飓风迈克尔在2018年发展成一场巨大的破坏性风暴。
美国宇航局地球观测站

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高空风的影响

已经吹到一个地区的盛行风也可以形成或破坏风暴。

风在不同的高度以不同的速度吹。这是飞机经历湍流的原因之一。风暴顶部附近的盛行风比底部快多少风切变。由于风切变太大,风暴很难维持那些上升的热空气的高耸羽状物。

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同样,如果上升的空气不能逃离并迅速向外流动,风暴消耗的能量无法通风,发动机窒息。两者都可以阻止风暴形成,或者限制它的增长,或者使它消散。

一个重要的未来风切变的线索来自于数千英里之外的事件赤道太平洋

当东太平洋异常温暖的时候厄尔尼诺现象-全球大气会重新安排从而增加了大西洋上空的风切变。这往往会抑制那里的热带风暴——但不要把赌注压在这上面。气候系统的其他缓慢变化也影响环境条件,包括多年的气候变化比正常温度热的或冷的北大西洋的表面温度

El Niño的相反,La Niña倾向于带来低风切变,有利于更多的热带风暴。目前这些情况接近中性,天气预报员正在关注事态的发展。

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国家飓风中心20年的风暴轨迹数据显示了一些规律。
Nilfanion/Wikimedia/(CC BY-SA 3.0)

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在哪里观看

所以,如果你正在观察2021年大西洋飓风的早期迹象,请密切关注非洲季风对于风暴播种,热带大西洋的温度提供燃料和可能是晚开花的La Niña,意味着更少的风切变撕裂风暴。

国家飓风中心- - -许多其他预测小组在政府、学术界和工业界,在他们的季节预测中分析这些因素和其他因素。

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大局

热带风暴的总数只能说明问题的一部分。随着时间的推移,还有其他重要的方面需要关注,比如强烈风暴是如何形成的,他们持续多久,他们的速度有多快它们在登陆后需要多长时间消散。最近的研究表明,自工业革命以来,飓风引发的海洋温度一直在变暖,尤其是在美国东海岸

沿海社区已经开始气候变化的前线随着海平面上升。热带风暴等极端事件的潜在变化,以及它们与大气和海洋的复杂相互作用,是飓风稳步上升为一种飓风的原因研究重点

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本文转载自谈话在创作共用许可下你可以在原文在此

Kristopher Karnauskas他是大气和海洋科学副教授,也是科罗拉多大学博尔德分校环境科学合作研究所的研究员。他获得了国家科学基金会、NOAA和NASA的资助。

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