随着飓风“华金”今天在大西洋上增强风力,气象学家们赶紧弄清楚它接下来的走向,让我们其余的人都困惑不解。这场目前正在肆虐巴哈马群岛的风暴会转向西并沿美国东海岸登陆,还是会转向东并远离我们?这两种预测今天都发布了。美国全球预报系统 (GFS) 预测风暴将登陆美国,而欧洲中期天气预报中心 (ECMWF) 预计“华金”将完全避开东海岸。与此同时,飓风在萨菲尔-辛普森等级中从 3 级升至 4 级,风速达到约 125 英里/小时。
预测“华金”路径出现差异的主要原因是风暴东北部正在形成的低压槽。美国模型预测,该低压槽将把风暴拉向美国东部海岸线。另一方面,欧洲模型预测飓风将在稍后的时间点与低压系统相互作用,使“华金”能够避开并弯曲出海。
美国和欧洲的模型以前也曾意见不一致。2012 年,美国 GFS 预测飓风“桑迪”将在大洋上消散。欧洲模型预测了一个更令人担忧的情况:风暴将转向西并袭击东海岸。可悲的是,欧洲人是对的。“桑迪”袭击了东海岸地区,造成至少 233 人死亡和 750 亿美元的损失。
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总的来说,气象学家和其他科学家的共识是,欧洲模型在总体天气预报方面更好。“当您专门谈论飓风路径时,如果您回顾过去三年,美国和欧洲的模型表现几乎相同,”The Weather Underground 的联合创始人兼气象学主任 Jeff Masters 说。“但是,当您更广泛地审视全球范围内的天气预报,例如冷锋和阵雨时,欧洲模型显然更优越。” 还有一些备受瞩目的案例,例如“桑迪”,欧洲团队做出的预测比美国 GFS 更准确。两种方法之间的主要区别在于数据模拟、计算能力以及各自使用的底层物理学。
为了运行这些天气路径模型,科学家们首先从各种来源(包括船舶、气球和卫星)收集关于大气层的信息。然后,使用模拟,数据点被打包到网格上,本质上创建了大气层的三维描述。“[欧洲人]在这方面做得更好,因为他们的模拟系统更好,而且他们使用的数据比我们多,”华盛顿大学大气科学教授 Cliff Mass 说。
欧洲系统还利用了更多的计算能力,这使得模型能够在更精细的网格上运行,从而实现更高的分辨率和更好的预报。另一个重要组成部分是用于确定云的不同物理特性的底层物理学。在这方面,欧洲中心也做得更好。
除了以尽可能高的分辨率运行模型以获得最准确的预报外,科学家们还进行一种称为集合模型的研究,这使他们能够确定其预测的准确性和一致性。为此,他们在略低的分辨率下在不同的假设条件下运行模拟,以确定预报中存在哪些不确定性。欧洲系统运行 50 个这样的循环,而美国 GFS 仅运行 20 个。在星期三(9 月 30 日),在 50 个欧洲集合预报中只有 10 个预测飓风将袭击美国,而在 20 个美国集合预报中也有 10 个做出了相同的预测。
ECMWF 的优势很大程度上归因于欧洲愿意投资软件和计算机。“欧洲人只是投入了更多的人力和资金,”Masters 说。“因此他们获得了更好的结果。” 相比之下,美国在很大程度上仍然是被动应对——现在正在努力升级计算能力和改进数据模拟系统,但我们的准确性仍然落后。早在 2006 年,在飓风“卡特里娜”过后的破坏之后,国家科学委员会呼吁每年增加 3 亿美元的飓风研究经费。根据 Masters 的说法,预算自那以后变化不大。
根据最新报告,关于“华金”路径的预报开始向欧洲的预测靠拢。