飓风哈维已经连续第四天淹没得克萨斯州东南部，广阔区域被数英尺深的水淹没。专家表示，哈维在一个地方滞留的时间比记忆中的任何热带风暴都长。这只是飓风极端性之一；这场风暴在许多方面都超出了图表。《大众科学》想了解原因，我们向气象学家杰夫·马斯特斯寻求帮助。马斯特斯是Weather Underground的联合创始人，这是一个全国气象学家获取有关恶劣天气的内部信息的网站。马斯特斯还撰写了一篇关于喷射气流为何变得怪异的精彩文章。
为何飓风哈维如此迅速地从1级飓风爆发到4级？
上周三晚上，8月23日，哈维还是一个热带低气压，但在短短八个通宵小时后，它就形成了一个飓风眼壁。“这非常快，”马斯特斯说。周五，它迅速从1级飓风膨胀到4级。这是因为它恰好经过了一个极暖海水区域，称为涡流。这个热水点的温度比周围的墨西哥湾高1到2华氏度，而墨西哥湾本身已经比平均水平高1到2华氏度，在某些地方达到85或86华氏度。水温越高，它驱动到风暴中的能量就越多。2005年摧毁新奥尔良的飓风卡特里娜也以类似的方式蘑菇云般地发展到4级，因为它也经过了墨西哥湾的一个热涡流。
为何哈维如此滞留在得克萨斯州上空？
飓风是具有逆时针螺旋风的圆形结构，但它们是由更大气层中的较大风型引导的，这些风型将它们向一个方向推动。在哈维的案例中，美国东南部的巨大高压系统正试图将风暴向一个方向推动，但美国西南部的巨大高压系统正试图将风暴向相反方向推动。“这些系统的强度相等，并且相互抵消，”马斯特斯说，哈维因此被困。“在飓风两侧都有强度相等的高压系统是非常不寻常的。”马斯特斯回忆起另一次大型风暴系统发生这种情况是在1998年的飓风米奇，它袭击了中美洲，估计在洪都拉斯造成7000人死亡。
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哈维现在怎么会逆转方向，从它来的地方回到墨西哥湾上空？
美国东南的高压系统也试图将哈维向西推，但现在风暴已经撞到了美国西南的高压系统，后者正在将其推回东方。在任何一天，其中一个系统都可能暂时赢得这场大气乒乓球比赛。马斯特斯说，一个低压槽系统一直在哈维北部建立，并且可能会加强到足以开始将飓风向北拉动。周一早上发布的国家天气预报表明，这种情况可能会在本周晚些时候发生。
得克萨斯州第2特遣部队搜救队的一名成员在一个被毁的公寓大楼中工作，试图寻找在飓风哈维于2017年8月27日经过得克萨斯州罗克波特后可能仍在公寓大楼中的任何人。 信用：乔·雷德尔 Getty Images
即使哈维不再在海洋上空，它怎么能产生如此极端的降雨量？
这个问题的答案令人着迷。通常，飓风从海洋中吸取水分，并在风暴区域周围释放出来作为雨水，尤其是在东北象限。但哈维在得克萨斯州东南部如此大的区域内降下了如此多的水，以至于风暴正在将这些水吸回自身，并再次倾泻下来作为更多的雨水。洪水区域如此之广，以至于它像海洋的一部分一样，将温暖的水分输送到哈维。“你只需要大约50%的陆地被水覆盖，这种情况就会发生，”马斯特斯说。“显然我们在得克萨斯州拥有超过这个比例。”
哈维有可能作为陆地上自我延续的降雨机器存在吗？
马斯特斯说，气象学家还无法回答这个问题。“如果它完全静止不动，它能长时间维持自身吗？”他问道。“这是一个有趣的理论问题。我们只是不知道。”
为何哈维的雨带在夜间而不是白天加强？
这种现象实际上是大型飓风的典型特征：它们在白天减弱，在夜间加强。“在夜间，高层大气冷却，”马斯特斯解释说。“这会产生不稳定，从而增加整个飓风系统中雷暴的上升气流。这些气流从海洋表面——或被淹没的陆地——吸取更多的水分。”
为何哈维造成如此深度的沿海洪水，即使海洋风暴潮并不算太高？
这个答案也很有趣。风暴潮通常是热带系统最致命的方面。飓风卡特里娜的风暴潮淹没了新奥尔良。飓风桑迪的风暴潮淹没了纽约市和新泽西州。哈维的风暴潮远没有那么高，但水还是沿着得克萨斯州海岸的某些部分堆积起来。马斯特斯说这被称为“复合洪水”。由于数英尺的降雨，河流已经非常汹涌，它们正冲向墨西哥湾沿岸，但当这些河流试图流向大海时，风暴潮正从内陆袭来。马斯特斯说，两种潮汐在海岸相遇，“水从两侧堆积起来”。任何地点的地形和海拔都可能使复合洪水更加严重。例如，在加尔维斯顿，海浪潮大约为三英尺，但实际水潮大约为九英尺。
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