去年8月，飓风哈维给休斯顿地区带来了高达60英寸的降雨，是有史以来袭击美国的最离奇的风暴之一。具有讽刺意味的是，它穿过了一个平静了数天的墨西哥湾，之后又迅速平静下来。这种罕见的情况使科学家能够获得飓风前后关于海洋以及风暴能量和水分的异常具体的数据。
上周，研究人员在《地球的未来》杂志上发表了这些数据。数据显示，哈维从海洋中提取的能量（以上升的水蒸气形式）等于它以雨的形式降落在陆地上的能量——这是首次记录到这种等效性。调查人员表示，这一发现支持了气候变化可能会使大西洋飓风比过去更大、更强烈、持续时间更长的说法。研究人员计算出，气候变化导致哈维的降雨量比原本高出15%至38%。
凯文·特伦伯斯是国家大气研究中心的高级气候科学家，领导了该团队。《大众科学》询问了他为什么哈维表现得如此奇怪，它如何证实关于飓风变化的预测，以及美国和其他易受风暴袭击的国家在未来应该为之做好哪些准备。
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[以下是采访的编辑稿：]
您说飓风会变得更大，持续时间更长。为什么？
随着气候变化导致海洋变暖，可利用的热量（能量）也随之增加，因此飓风活动可能会增加。这可能体现在风暴的大小、持续时间和强度方面。
所以飓风的动力真的由海洋能量驱动？
没错。能量移动的方式是在大气中传输水蒸气——在本例中，这些水蒸气被吸入风暴中，并倾泻在德克萨斯州的陆地上。当水蒸气凝结时，它会将潜在的海洋热量释放到大气中。我们的研究是第一次有人能够将这两个数字匹配起来。
在气候系统中，移动能量是飓风的主要作用吗？我们为什么会有飓风？
飓风迅速将热量从海洋中转移出去。它使海洋保持凉爽。飓风实际上是热带海洋的泄压阀。
为什么需要泄压阀？
一般来说，全球天气系统不喜欢出现巨大的温度对比。如果一个地方很热，另一个地方很冷，就会产生风，将暖空气吹向冷空气，将冷空气吹向暖空气。大气总是在试图消除这些温度梯度。
同样，雷暴将热量从炎热的海洋向上移动到较冷的大气中，但它们没有飓风那样的强风，而飓风会产生大量的水分从海洋中蒸发到大气中。飓风是雷暴的集合，但在没有飓风的情况下，同样数量的雷暴不会将热带海洋冷却到相同的程度。如果没有飓风，热带海洋将会变得非常热，而且那里与中纬度地区之间的对比将会产生与我们现在不同的天气系统。
海洋变暖意味着飓风更加强烈。但您注意到大型风暴的数量实际上可能会减少。为什么？
通过吸收海洋的热量，飓风会在其身后留下较冷的海洋。一场大型风暴产生的冷却效果比四场小型风暴更大。它留下了一个较冷的海洋，这不利于新风暴的形成。
这解释了为什么哈维变得如此之大；您的论文指出，墨西哥湾的水温在8月下旬比平时高出几度。但为什么哈维持续这么久？
在海洋上，飓风的环流通常会向各个方向延伸约1000英里，吸收水分并将其带入风暴中。一旦登陆，风暴就会变干并减弱。但即使哈维的两侧都在陆地上，它的螺旋臂带仍然延伸到仍然非常温暖的墨西哥湾上空。这使风暴得以持续。
几天后，风暴再次移回墨西哥湾，然后再次登陆，然后向北移动。我们不认为这种移动与气候变化有关。但当它确实回到墨西哥湾时，它重新增强的事实与气候变化密切相关。尽管哈维从墨西哥湾吸收了大量能量，并特别冷却了上层100米的水域，但较深的墨西哥湾仍然足够温暖，可以涌出并维持飓风级风力。
相关问题是，为什么哈维在休斯顿上空停留了这么长时间？一些专家认为这与气候变化改变了急流的性质有关——使其弯曲更大，导致其在美国由西向东缓慢地蜿蜒移动——这可以帮助天气系统停留在某个地方。
有些人认为这可能起了一定的作用。我倾向于认为它没有。风暴路径确实取决于天气；一个高压系统阻止了哈维像往常一样向北或东北方向移动到陆地上。但那个高压不是一个大的急流波结构的一部分。此外，由于北极地区的变化条件而导致的缓慢急流的想法仍然是一个有争议的话题。我和其他人认为，热带地区的影响比极地地区的影响大得多。我们需要对此进行更多研究，但我认为热带地区的影响远大于极地地区的影响。
论文的结尾讨论了社会需要做些什么来为更强烈的飓风做好准备。这是一种评论，这很不寻常。您为什么决定加入这一部分？
物理科学家通常不谈论影响和后果。他们通常将其留给社会科学家或经济学家。但我们需要更多地将物理和社会影响联系起来。《地球的未来》杂志旨在帮助弥合这一鸿沟。我们的研究与许多政策相关。它对于本届政府尤其重要，本届政府的运作规则似乎是要取消监管，即使这些监管是合理的，并且是基于科学的。
您还提出了易受飓风袭击的地区应采取的行动。最关键的是什么？
上个季度在波多黎各、佛罗里达州和德克萨斯州发生的飓风破坏表明，基础设施应该为这种风暴做好加固准备，这种风暴肯定迟早会到来。曾经有很多会议——我参加过其中一些会议——在会上，政治家、国家和州的首脑都非常清楚两个主要威胁：海平面上升和强烈的飓风。但他们并没有为做好准备做太多事情。
在德克萨斯州，2008年飓风艾克过后，有人提议在休斯顿增加防洪措施，但遭到了否决。相比之下，在台风带的台湾等地，已经加固了他们的基础设施：排水系统、能够承受4级和5级风暴的建筑规范、应急系统。2015年，台湾遭受了四次台风袭击，造成了洪水和破坏——但每次都在大约四天内恢复正常运作，因为他们已经建立了内置的韧性并做好了准备。美国的这些地方需要进行这种投资。