飓风艾达为何变得如此巨大且迅速

墨西哥湾的一个涡流和一些重水汽起了关键作用

飓风艾达于周日袭击路易斯安那州,其一个令人震惊的特征是它从墨西哥湾的1级状态迅速升级到登陆时的4级。风暴的持续风速在周六从每小时85英里飙升至次日登陆时的每小时150英里。 这种力量的升级如此之快和极端,以至于美国国家海洋和大气管理局国家飓风中心(NHC)将艾达描述为一场迅速增强的风暴。

美国国家飓风中心(NHC)的预报员目前依赖一个标准来对这种风暴进行分类:当其持续风速在24小时内增加至少30节(约35英里/小时)时。 过去,“快速加深”一词已应用于热带风暴,如果其中心气压在24小时内下降至少42毫巴(约0.61磅/平方英寸或psi)。 值得注意的是,艾达的气压在24小时内下降了56毫巴(约0.81 psi),使其有点像“超级快速增强的风暴”,马萨诸塞州法尔茅斯伍德韦尔气候研究中心的大气科学家詹妮弗·弗朗西斯说。 艾达的气压下降位置比大西洋有记录以来的任何其他风暴都更偏北,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的气象研究员萨姆·利洛周日在推特上表示。

弗朗西斯在研究北极气候系统的快速变化方面拥有丰富的经验——这项研究涉及大气对海冰的影响以及气候变化引起的来自较低纬度的热量和水分的转移等主题。 这项工作使她能够研究它们对更南方的天气模式的影响,包括冬季风暴和飓风等极端天气事件。


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大众科学》请弗朗西斯解释是什么导致了艾达力量的爆发。

[以下是采访的编辑稿。]

哪些因素导致风暴迅速增强?

首先,它需要在海洋中以深层额外温暖的水的形式存在大量的能量储备。 如果该层较浅,则它不包含足够的能量来为快速增强提供燃料。 因此,风暴将迅速耗尽它,并且不会发生增强,尤其是快速增强。 第二个需要是水蒸气,由于大气和海洋变暖,水蒸气在过去几十年中一直在增加。 较温暖的水会将更多的水蒸气蒸发到空气中,而较温暖的空气可以容纳更多的水蒸气。 自1990年代中期以来,我们已经看到大气中水蒸气的总量在全球平均水平上增加了约4%。 水蒸气实际上包含了风暴用来增强自身力量的燃料。 当水蒸气(一种您看不到的气体)在风暴中凝结成云时,它会释放出大量的热量。 这增加了大气中的上升运动,从而导致热带风暴的巨大雷暴。 风切变倾向于撕裂由于水蒸气凝结而发生的热空气上升气流。 当这些气流变得倾斜或被撕裂时,您就不会形成为热带风暴发展提供动力的巨大雷暴。

气象学家表示,墨西哥湾的一个涡流在艾达的快速增强中发挥了作用。

在墨西哥湾,飓风卡特里娜和艾达都在那里经历了快速增强,那里有一团非常温暖的深水,这与来自加勒比海的被称为环流的洋流有关。 您可以将其视为海洋中的一条河流,从温暖的加勒比海流入墨西哥湾,然后向东流向佛罗里达州南部,然后沿着东海岸向上,在那里被称为墨西哥湾暖流。 有时,环流在墨西哥湾形成一个向北的弯曲,从而形成涡流或额外的温暖深水池。 这不是一个不寻常的现象,但是当它发生并且热带风暴来临并经过它时,就像给风暴喝能量饮料一样。 能量从那个非常温暖的水池中涌入风暴。 卡特里娜和艾达的情况都是如此。

快速增强的风暴是否随着气候变化变得越来越普遍?

是的,这是我们拥有的关于气候变化如何影响热带风暴的最清晰的信号之一。 我们正在通过燃烧化石燃料来使大气变暖,并且我们正在使海洋变暖。 由于这两个因素,现在大气中的水分更多了,因为它可以更容易地从海洋中蒸发到可以容纳更多水蒸气的较温暖的大气中。 这一切都有助于热带风暴增强所需的燃料。

您能否详细说明气候变化在增加快速增强风暴数量方面的作用?

海洋正在吸收我们排放到大气中的额外温室气体所捕获的热量的约90%。 因此,仅凭这一点,就提供了快速增强所需的大部分成分——仅仅是拥有温暖的海水,就像人为造成的气候变化产生的风暴的超强电池一样。 但是,此外,当我们确实遇到快速增强的风暴和非常强的风暴时,就像我们在艾达中看到的那样,这也会产生更强的风,从而造成更大的风害,正如我们肯定看到的那样。 更大的风暴潮,当然,它叠加在更高的海平面之上,是气候变化的另一个直接影响。 这些更强劲的风产生的海浪也叠加在更高的风暴潮和海平面上升之上。 所有这些因素都因气候变化而变得更糟。 大气中水蒸气含量的增加正在导致更频繁和更强的暴雨——无论是热带风暴、雷暴还是东北风暴,强降水事件的频率都在增加。

预报员能否判断风暴是否会迅速增强?

卫星只能测量地表海洋温度。 它们无法告诉我们温暖的水层有多深。 这确实是目前的一大障碍:我们通常在海洋的大部分区域都无法获得这些数据。 我们只是不知道在大多数地方该层有多深。 目前一些研究的重点是弄清楚如何获得关于海洋上层500英尺(约152米)中储存了多少能量的更好信息,因为这确实是为风暴提供能量的地方。

获取这些数据的方法包括在海面下游泳的自主海洋滑翔机,测量温度、盐度和其他特征。 可以测量海面高度的卫星也可能有所帮助,因为较温暖的水体会占用更多的空间。 因此,当某个位置积聚了大量温暖的水时,通常,您会在那里的海面上看到一个隆起,可以从太空探测到。

可以采取哪些措施来缓解和应对快速增强的热带风暴?

我们人类已经将大气用作垃圾场超过50年了。 我们一直在将所有这些废气(主要来自燃烧化石燃料)排放到大气中。 我们早就知道,这些气体捕获的热量主要进入海洋,从而为这些风暴提供燃料,同时也使大气变暖。 这实际上是我们需要治疗的潜在疾病,可以这么说。 解决这个问题的方法是停止排放这些吸热气体。 社会各阶层,从国家政府到公司和个人,都可以在其中发挥作用。 我们知道太阳能、风能和其他可再生能源可以完全替代我们的电力。 我们只需要更快地着手去做。

个人可以做什么?

我们可以在我们自己的生活、我们自己的社区和州一级做出很多选择,例如激励措施来支持购买更高效的汽车,购买更高效的电器或更好地为您的房屋隔热。 我们必须全力以赴。

我们还必须做好准备。 我们现在的行动将影响[未来]变暖的发生方式。 我们将看到更多的极端情况; 我们将看到更多快速增强的风暴; 我们将看到更多的热浪和更多的火灾。 因此,我们需要为此做好准备。

当房屋在十年内第三次被淹没时,花费税款来帮助那个人在同一个地点重建房屋是否有意义? 这是没有意义的。 而且你知道,人们没有意识到我们的大量税款都用于此类事情。 我们听到“哦,紧急资金将用于帮助人们在南卡罗来纳州附近的这个低洼岛屿上重建”。 人们应该感到愤怒。 我认为他们没有将他们贡献的资金与某些我们真的不应该重建基础设施的地点所用的资金联系起来。

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