自从飓风桑迪袭击新泽西海岸以来，已经过去了两年，但科学家和研究人员仍未能在东北部史诗般的风暴的来龙去脉方面取得很大进展。但这并不是因为他们没有尝试。
事实上，桑迪引发了前所未有的研究，试图解决以下问题：气候变化可能在产生或加剧风暴中发挥了什么作用，全球变暖可能如何影响未来类似的風暴，以及为什么风暴会造成如此大的破坏——仅在纽约市地区就造成了 190 亿美元的损失。
北卡罗来纳州立大学的大气科学家加里·拉克曼表示：“这将是研究最多的风暴之一。”他研究了变暖可能在引导桑迪的路径和强度方面所起的作用。
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在这里，气候中心将探讨一些研究途径，这些途径探讨了气候变化在桑迪中所起的作用，以及所谓的超级风暴如何影响我们对当前和未来沿海风险的评估。
关于海平面上升和风暴潮
气候变化与桑迪影响之间最明显的联系是海平面上升。海洋变暖和陆地冰融化在很大程度上导致了过去 100 年纽约地区近 12 英寸的海平面上升，这个速度快于全球约 8 英寸的平均水平。
海平面上升正在导致一些地方（如泽西海岸）的海岸侵蚀，但新泽西州霍博肯史蒂文斯理工学院的海洋学家菲利普·奥顿表示，海平面上升与风暴潮（飓风和其他风暴推向岸边的水墙）之间的相互作用是导致桑迪造成大部分破坏的原因。而风暴潮和海平面上升的未来 1-2 次冲击可能会进一步重塑纽约和新泽西周围的物理和社会景观。
奥顿说：“海平面上升非常不确定，因此这是长期规划问题的一部分。”
当然，海平面上升是否会发生是毫无疑问的，只是问题在于海平面会上升多高。《纽约市气候变化小组报告》去年发布，报告显示，到 2050 年代，该地区的中等海平面上升幅度估计可能为 11-24 英寸。
哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的飓风建模师亚当·索贝尔说：“当被问及未来的海平面上升是否会增加类似桑迪洪水的风险时，答案肯定是‘是的’。”这就提出了如何适应这些日益增加的风险的问题，无论是建造海堤还是加强自然防御，还是计划从海边撤退。
奥顿说：“我们知道我们至少有 100 年一遇的风暴的高度，我们还没有做好准备。所以问题在于，我们需要多高的海堤，这比我们目前拥有的要高一些，而棘手的问题是你实际上要建多高。”
除了海堤的高度之外，还有一个问题是城市外围社区的未来会怎样。抬高社区并增加沙丘和护堤可以在目前提供保护，但海平面上升最终可能会侵蚀这些成果。
奥顿说：“我们知道，由于大气中的热量和二氧化碳，海平面已经上升了几英尺。它将会在那里，它不会消失。”
变暖的作用
变暖在桑迪登陆和生命周期的其他方面（包括它采取的异常路径和它达到的强度）中所起的作用更难以确定。
受其前所未有的路径的启发，拉克曼研究了变暖可能如何影响它和桑迪的强度。他使用计算机模拟来模拟 1900 年之前和 2100 年之后的变暖和温室气体水平，发现迄今为止的变暖量仅略微加强了桑迪，并导致其更偏北登陆。
他告诉气候中心说：“过去到现在只是没有像人们预期的那样改变很多事情。”
但是未来的桑迪要强大得多，并且在更北的地方（沿着长岛）登陆。
这项研究被拉克曼称为“热力学实验”，旨在通过一种称为冷凝加热（或水蒸气在大气中冷凝时释放的热量）的过程，来观察变暖的温度以及大气中相关水蒸气增加可能起到的作用。实验保持了引导桑迪的大气状况（美国上空的低压区和格陵兰上空的高压穹顶）。该研究的结果最近在美国气象学会公报上在线详细介绍。
原则上，可以采用类似的方法，对变暖在桑迪中所起的作用进行更全面的研究——就像对其他极端事件所做的那样——在有和没有温室气体引起的变暖的情况下运行计算机模型模拟，但由于桑迪是如此罕见的事件，因此计算机时间和所涉及的费用在目前来看是令人望而却步的，索贝尔说。
他告诉气候中心说：“我认为，如果现在有人真的想用像桑迪这样的风暴来做这件事，模型可以很好地解决这个问题。”但是对于那些拥有此类模型的地方来说，这意味着放弃所有其他工作。而且，在这种努力中找到变暖信号的能力将取决于变暖效应有多强——大的、强劲的效应将通过较少的模型运行显示出来，但小的效应将需要更长的时间来解析出来。
但总的来说，缺乏研究表明变暖在桑迪中起到了明确的作用，“并不意味着没有气候变化的作用，这只是意味着科学还没有发展到那里”，索贝尔说。
混合风暴
评估变暖在像桑迪这样的风暴中所起的作用的难度增加的是，它从热带气旋转变为温带气旋，以及它与低压系统合并成为“混合”风暴的方式。
有更多的研究表明热带气旋将变得更加强烈，但是对温带气旋的研究还没有真正从这个角度进行研究，索贝尔说。
麻省理工学院的克里·伊曼纽尔是研究热带气旋与气候变化之间联系的主要科学家之一，他说：“我们拥有的此类事件的历史记录远没有我们拥有的纯热带飓风那么多，而且我们对混合风暴的理解也没有达到我们对飓风的理解水平。”
伊曼纽尔在一封电子邮件中告诉气候中心：“桑迪催生了关于混合风暴的新研究，但是我们目前的气候模型可能无法胜任模拟它们的工作，因此我们不能自信地使用它们来预测它们在气候变化下的变化。”“但我敢打赌，在未来 10 年左右的时间里，我们将对混合风暴有更多的了解。”
奇怪的路径和北极影响
桑迪采取的奇怪路径，沿着美国东海岸向北移动，然后在向西急转，袭击新泽西州，是引起特别研究兴趣的风暴方面之一。
索贝尔与美国宇航局戈达德空间研究所的同事蒂莫西·霍尔一起，使用计算机模型模拟了数百万个“合成”飓风，并计算出桑迪的路径是 700 年一遇的事件。
不寻常的路径也引起了另一位科学家罗格斯大学的珍妮弗·弗朗西斯的兴趣。“关于桑迪有很多有趣的事情让我感觉到了异常，”她在电子邮件中说。
导致桑迪向左转进入美国的原因是一种被称为阻塞模式的现象，其中急流中的扭结（通常引导风暴从西向东移动）被卡住了。在这种情况下，急流中的高压脊卡在了格陵兰上空，这迫使桑迪向西移动。
弗朗西斯刚刚发表了一项研究，该研究表明北极的加速变暖和相关的海冰融化正在迫使急流形成更波浪状的阻塞模式。正如北极变暖一样，她和她的同事认为，北极和热带之间的温差减小了，并且因为温差是急流的动力，所以北极变暖导致急流减速并受阻。
弗朗西斯说：“我们在 2012 年刚刚经历了一个创纪录的低海冰年。”“在桑迪的‘怪异’中起关键作用的障碍似乎是一个惊人的巧合。” 弗朗西斯和一些同事立即开始探索，这是一个绝佳的研究机会。
其他研究人员尚未认可北极放大与阻塞事件之间的这种联系，因为气候模型似乎并没有清楚地产生这种联系。但是，模型是否错误或者该链接是否没有实现，将是更多研究肯定会研究的内容。
风险与机遇并存
解析导致桑迪与东北地区发生命运邂逅的潜在气候因素非常重要，但最终如何利用这些知识为下一次风暴做准备才是真正重要的。
退役海军少将大卫·泰特利说：“也许在 10 年前，我会问我如何在我的运输数据上叠加我的电力基础设施数据，然后在上面放置飓风。”“现在人们正在寻找这些动态系统之间的非线性关系，因此当我在其上放置飓风时，我可以更好地理解级联故障。”
泰特利现在在宾夕法尼亚州立大学运营天气和气候风险解决方案中心，这是一个相对较新的研究工作，致力于为各个部门的规划者提供天气和气候预测以及数据带来的解决方案和机遇。
桑迪飓风的肆虐与许多人眼中大数据兴起的时期相吻合。当时，来自气象浮标、手机、监控摄像头、人口调查以及其他遍布我们日常生活的传感器的信息流源源不断。这些丰富的数据可供科学家和决策者用来精确找出应对风暴时出现的故障，从而有针对性地加强应对措施。
一些研究结果证实了长期以来的认识，例如，贫困和缺乏服务的社区受风暴的影响尤为严重。但是，关于这些和其他影响的数据，加上气候预测，可以帮助明确如何最好地利用数十亿美元的资金，用于重建和加强城市应对未来风暴的能力。
“如果我有 5000 万美元，并且我知道这些钱能买到什么，那么我就需要了解如何才能最好地利用这笔钱，”Titley 说。
另一个巨大的挑战是将这种方法推广到像俄亥俄州的阿克伦和德克萨斯州的拉雷多这样的小城市。这些城市可能没有纽约那么多的资源或完善的灾害应对系统。Titley 说，最终的目标是为城市规划者提供有针对性的、情境化的气候信息，但在短期内，他说目标是“让人们掌握基本知识，以便他们至少知道该问什么，以及如何提问。”