六级飓风即将到来?

由于自然条件,像艾琳这样的热带气旋预计今年会更加强大,但研究人员对如何评估其强度存在分歧


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编者按(2017年9月5日):随着飓风伊尔玛迅速增强,风速超过180英里/小时,《大众科学》回顾了一些预测、跟踪和理解这些巨大风暴的科学原理。 这篇文章最初发表于2011年8月23日,探讨了我们是否即将面临六级飓风。

大气研究人员倾向于认为,本世纪将会出现异常猛烈的热带气旋,但奇怪的事实是,迄今为止,对于用于对这些预期风暴的威力进行分类的五级尺度,尚未达成共识。 这听起来可能像摇滚乐队恶搞电影《摇滚万岁》中的一幕,其中提到了超响的电吉他放大器音量11,实际上有人在讨论在当前的萨菲尔-辛普森飓风等级上增加第六级,在该等级中,五级强度意味着持续风速高于每小时155英里(每小时250公里)至少一分钟,没有速度上限。

该等级缺乏上限导致所有最强的热带气旋都被归为一类,尽管它们的威力范围很广。当五级包括2005年的艾米丽(达到每小时257.5公里(每小时160英里)的峰值风速,并持续在五级六小时);同年卡特里娜(在五级中保持每小时280公里(每小时175英里)的峰值风速18小时);以及1980年的艾伦(在最高等级中保持每小时305公里(每小时190英里)的峰值风速72小时)时,五级的描述性就变得较差。

现在,对本世纪的猛烈程度预测加剧了这种分类问题。“强烈的飓风可能会变得更糟。我们可能不得不发明一个六级,”迈阿密大学高级科学家、美国国家海洋和大气管理局(NOAA)前物理海洋学家大卫·恩菲尔德说。这个新的级别不会是任意的重新标记。过去40年的全球卫星数据显示,飓风的净破坏潜力增加了,而且最强烈的飓风变得越来越普遍,尤其是在大西洋地区。这种趋势可能与海水变暖有关,也可能只是历史的重演。在20世纪70年代之前收集的数据,尽管不可靠,但也显示了平静的十年之后是活跃的十年的周期。平静的60年代、70年代和80年代在1995年结束,那一年带来了菲利克斯和奥帕尔等风暴,并在美国造成了130亿美元的损失和100多人死亡。

等级的优缺点:五级还是六级?
当前各等级之间的平均差异接近每小时20英里,因此六级标签可能会应用于持续风速超过每小时175英里(每小时280公里)的飓风。尽管存在风速达到该水平的飓风,但假设的“六级”风暴的速度和破坏性仍是推测性的。

毕竟,如果被要求确定历史上最强大的热带气旋,气象学家和气候研究人员可能甚至不会从记录中选择五级风暴,因为萨菲尔-辛普森等级专注于持续至少一分钟的最大风速,而忽略了影响风暴破坏程度的许多其他大规模因素。有人说,整个指数都应该被扔出防飓风的窗外。

“如果我可以做到,我会取消这些等级,”美国国家海洋和大气管理局(NOAA)国家飓风中心(NHC)主任比尔·里德说。“整个飓风指数是在60年代和70年代制定的,当时我们没有办法传达风暴造成的损害的变量。我们没有那么仔细地测量它;我们没有工具。”

即使在今天,用于测量实际风速的仪器在极端风暴中也经常被摧毁,因此必须从卫星图像和其他数据中推断出估计值。实际观测结果也可能令人怀疑。世界气象组织花了14年才承认,澳大利亚的一台风速计在1996年热带气旋奥利维亚期间记录了每小时407公里(每小时253英里)的世界纪录风速。风速科学多年来有所改进。自20世纪90年代以来,来自飓风猎人飞机的直接风速测量取代了中心压力测量,后者通常是风速的替代指标。

气象学家和气候学家用来评估破坏的变量可以超出风速,包括在陆地上持续的时间和致命的风暴潮的程度。里德总结说:“规模很重要:卡特里娜、丽塔、艾克——所有这些都在2级或3级登陆,但看看它们造成的破坏。显然,等级并没有准确描述影响。”

去年,当美国国家海洋和大气管理局(NOAA)国家飓风中心简化了萨菲尔-辛普森飓风等级并将其重命名为萨菲尔-辛普森飓风风力等级时,向“影响预报”的过渡开始了。这一变化包括剥离了该等级以前的中心压力、洪水和风暴潮估计。这些因素和其他因素现在是单独预测的。2009年,国家气象局开始使用新的概率模型,提供0.6至7.6米(2至25英尺)的风暴潮估计。

未来会怎样
历史让我们猜测下一个大型热带气旋将在美国大西洋或墨西哥湾沿岸的哪个地点和时间登陆。至于有史以来最强大的飓风,专家们意见不一。有些人说是1998年的吉尔伯特。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)网站上的官方答案列出了三个:1969年的卡米尔、1980年的艾伦和2005年的威尔玛(世界气象组织同意后者)。

科罗拉多州立大学柯林斯堡分校的大气科学荣誉教授、年度飓风季节预测的“鼻祖”威廉·格雷选择了1926年的四级迈阿密大飓风。国家飓风中心(NHC)主任里德选择了1780年加勒比海的一场未命名的飓风。

大西洋飓风季节每年从6月1日到11月30日,预计今年将产生比平均水平更多更强的风暴,尽管自1995年以来活跃年份已成为常态。那一年,大西洋进入了一个被称为大西洋多年代际振荡的温暖海面温度时期,这种周期通常持续两到三年。

“如果未来像过去一样,我们应该还会经历10到15年的活跃期,”格雷说。

这种振荡意味着大西洋预计未来会降温,从而模糊了飓风活动与全球变暖之间的联系。也许与直觉相反,最近的计算机建模研究预测,如果海洋因全球变暖而进一步升温,热带气旋会减少。但他们也预测,形成的飓风会增强,尽管信心有限。根据2010年《自然地球科学》杂志上的一篇评论文章,本世纪频率将下降6%至34%,而强度将上升2%至11%。(《大众科学》是《自然出版集团》的一部分。)

今天,在财产破坏和生命损失方面,水比风更令人担忧。请关注未来预报中对风暴潮的更多强调,因为它是疏散变得必要的主要原因。许多规划者建议遵循里德的建议:“在美国,‘逃离水,躲避风’是一个非常好的、简单的建议。”

至于增加新的六级,里德坚持认为没有必要。“我完全反对这样做,即使它们真的变得更强了,”他说。“在我的领导下,我会全力反对。我们将保留我们现在拥有的,但我将更多地关注影响。”

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