本周,气候科学家们开始了一场研究厄尔尼诺现象的行动,厄尔尼诺是一种扰乱全球大部分地区天气的气候破坏者。在接下来的两个月里,美国研究人员将使用特制飞机、一艘研究船和数百个气象气球来监测热带太平洋地区,那里是厄尔尼诺现象形成的地区。科学家们表示,最终,他们的测量结果可能有助于改进天气预报,并揭示强大的厄尔尼诺事件是如何演变的秘密。
科罗拉多州博尔德市美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的项目首席科学家兼气象学家兰德尔·多尔说:“我们正在看到一种极端的气候状态,我们知道这种状态往往会在全球范围内产生极端的气候条件。我们正在直接进入这个中心。”
在赤道太平洋地区出现的厄尔尼诺变暖是记录中最强烈的之一,海洋中部和东部的温度比正常温度高出3°C。这种热量会引发大气中的对流,从而改变主要的空气流动方向,通常会向加利福尼亚州输送强风暴,同时使东南亚、澳大利亚和南美洲东部部分地区干燥。但是研究人员很少有关于厄尔尼诺现象核心区域大气变化的数据,因为偏远的赤道太平洋基本上是一个气象黑洞。
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为了开始这项活动,NOAA将其湾流-IV研究喷气机送往夏威夷,作为向南飞往赤道的约20次航班的基地。该团队将使用机载遥感设备和投放式探空仪(从飞机上释放的仪器包)来测量从12-14公里高度到海面的风、温度、气压和湿度(请参阅“追捕哥斯拉”)。

《自然》新闻 1 月 20 日 doi:10.1038/529267a
2 月,美国宇航局的无人全球鹰飞机将加入这项工作,在太平洋东部进行 4 次飞行,每次飞行长达 24 小时。与此同时,NOAA 将在圣诞岛(也称基里巴斯岛)上用气象气球发射仪器包,圣诞岛是赤道附近的一个环礁,位于厄尔尼诺现象形成区域的中心。研究人员还将从 NOAA 研究船罗纳德·H·布朗号上释放搭载气球的仪器,该船将在太平洋中部进行先前计划的巡航。
抓住时机
这项耗资约 300 万美元的行动的想法是在去年变暖加剧时形成的;多尔和他的同事们意识到,他们有一个难得的机会来收集有关怪物厄尔尼诺现象的首批详细大气测量数据。NOAA 匆忙地在几个月内完成了这项行动,而不是通常进行重大气象野外项目所需的两到三年时间。
该机构有一些可用的资源:由于厄尔尼诺现象改变了大西洋上的条件,去年那里相对很少有热带风暴。这意味着 NOAA 没有使用为湾流-IV飓风猎手预算的所有飞行时间,该猎手飞过风暴以收集对预报员有用的数据。平静的飓风季还意味着全球鹰去年在大西洋进行的科研飞行次数没有按计划那么多。
多尔说:“我们主要通过重新分配来实现这一目标。我们正在现有预算内工作,并对所有事情进行调整。”
康涅狄格州纽黑文市耶鲁大学的气候建模师阿列克谢·费多罗夫说,由于极端的厄尔尼诺事件非常罕见,“利用一切机会收集尽可能多的数据非常重要”。费多罗夫没有参与这项行动,他说,研究人员对强厄尔尼诺现象如何演变以及如何改变全球天气模式缺乏充分的了解。
多尔说,未来几个月收集的信息可能会为厄尔尼诺现象研究人员带来长期的回报。“如果我们做得好,它将在未来 10 或 20 年影响我们的社区。”
但该项目的直接目标是帮助预报员了解不守规矩的大气将如何影响当前的天气。通过从这个数据匮乏的区域收集直接测量数据,NOAA 行动的领导者希望改进天气预报,并使研究人员能够测试天气模型,以更好地了解这些模型中误差的来源。
多尔说,全球鹰的数据还将帮助气象学家跟踪厄尔尼诺现象引发的风暴,这些风暴正向美国西部袭来。在过去的几周里,加利福尼亚州沿海地区遭受了此类风暴的袭击,预计还会有更多风暴。作为厄尔尼诺现象行动的一部分,NOAA 在旧金山湾以南安装了一台扫描 X 波段雷达,用于测量即将来临的风暴的降水量。
该机构将把野外行动的数据上传到世界气象组织的全球电信系统,以便全球的预报员可以访问这些观测数据。英国雷丁市欧洲中期天气预报中心的大气建模师彼得·鲍尔说,他计划将这些数据输入模型实验,以改进欧洲的预报。他说,这项行动“可能产生非常大的影响”。
本文经许可转载,并于2016 年 1 月 20 日首次发表。