科学家在工作中:预测大西洋飓风季

科罗拉多州立大学大气科学家如何为今年6月1日开始的大西洋飓风季准备预测的幕后观察

以下文章经The Conversation许可转载,The Conversation是一个报道最新研究的在线出版物。

6月1日标志着大西洋飓风季的正式开始,该季节将持续到11月底。对于我们在科罗拉多州立大学大气科学系的热带气象项目来说,这是一个繁忙的时期,我们正在发布第34次年度大西洋盆地季节性飓风预测。


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4月初,我们预测2017年的飓风季将略低于正常水平,总共有11个命名风暴(平均为12个),4个飓风(平均为6个)和2个大型飓风(平均为2个)。要被命名,热带气旋必须具有最大一分钟持续风速39英里/小时。如果增强到74英里/小时,则称为飓风;如果风速达到111英里/小时,则称为大型飓风。

我们的下一次更新将于6月1日发布,与大西洋飓风季的开始相吻合。以下是关于我们如何制定预测的介绍。

为飓风做准备

已故的William Gray 博士在科罗拉多州立大学从事大气科学研究超过 50 年,于 1984 年开始发布这些预测,当时他有了一项重要发现。他发现,在厄尔尼诺年,当热带太平洋东部和中部出现大片高于正常温度的水域时,会导致大西洋飓风季活动减少。

发生这种情况是因为厄尔尼诺现象改变了大气中低层和高层的风,导致垂直风切变增加——垂直风切变是一种风在不同高度以不同速度和方向吹动的状况。垂直风切变使飓风更难形成和加强,因为它会倾斜飓风的旋转中心。这促进了干燥空气与风暴的混合,并抑制了加强发展中风暴的风力所需的压力下降。拉尼娜现象通常可以被认为是厄尔尼诺现象的相反情况,它促进了更有利于活跃大西洋飓风季的风模式。

除了厄尔尼诺现象外,我们的实验室还使用各种其他预测因子来制定预测。我们寻找前兆信号——过去几年活跃或不活跃飓风季之前大气和海洋中的状况。

重要的预测因子包括热带大西洋海面温度和海平面气压。当热带大西洋比正常温度更温暖时,大西洋飓风季往往会更加活跃,因为飓风的能量来自温暖的海水。较低的气压与更不稳定的大气有关,这为强雷暴的发展创造了更有利的条件。这些强雷暴是飓风的基石。

预测员的工具

我们的实验室不断监测大规模的海洋-大气条件和预测,但工作在我们计划发布季节性预测前大约两周开始加强。我们的主要指导工具是一个统计模型,该模型使用历史海洋-大气模式以及当前条件。我们还会寻找过去几年中条件与我们目前观察到的情况最相似的年份,以及我们预测在 8 月至 10 月大西洋飓风季高峰期将发生的情况。

当我们准备 6 月初的季节性预测时,我们正在寻找具有临界弱厄尔尼诺现象条件以及相对温暖的热带大西洋的季节。这些季节通常具有接近平均水平的大西洋飓风活动。

检查我们的准确性

公众总是对即将到来的大西洋飓风季的活跃程度非常感兴趣。虽然我们的预测显示出中等程度的准确性,但它们肯定不是完美的。此外,我们的预测无法告诉您风暴何时何地会袭击。我们强调,这些预测是一种信息工具,而不是一种准备工具。隶属于国家海洋和大气管理局的国家飓风中心发布关于个别风暴的观察、警告和报告。

我们的项目在我们的网站上存档了 33 年的历史预测。这些预测通常可以被描述为在 4 月初具有适度的准确性,在 6 月准确性有所提高,在 8 月准确性为中等到高度。随着飓风季高峰期临近,技能的提高在物理上是有道理的,因为您更接近您试图预测的事件。从日常天气预报中可以看出一个推论。明天的天气预报通常会比未来七天的天气预报更准确。

我们在飓风季开始两个月后发布 8 月初的预测,但超过 90% 的大型飓风活动发生在那个日期之后。8 月份预测的准确率相对较好,大约 80% 的时间能正确预测高于或低于平均水平的季节。

我们还会解释和检查我们的工作。我们的小组在我们的项目网站上发布了一份全面的预测文件,其中描述了我们预测中数字背后的思路。在飓风季结束时,我们发布一份冗长的验证报告,其中我们评估我们的预测并分析实际发生的大规模大气/海洋条件。

许多其他团体也发布大西洋季节性飓风预测,包括政府机构(如国家海洋和大气管理局)、大学和私人气象公司。我们的小组与巴塞罗那超级计算中心合作制作了一个网站,该网站显示所有公开可用的大西洋季节性飓风预测。该网站还提供了对每个小组的预测技术的讨论以及实时飓风监测链接。有多个小组发布季节性预测是有益的,因为许多人研究同一个问题可能会提高准确性。

以客观的视角看待预测

即使我们预测飓风季活动较少,重要的是要记住,对您而言,只需一场飓风就可能使其成为活跃的飓风季。

例如,1983 年,大西洋全年只有四个命名风暴。但其中之一,飓风艾丽西亚,在休斯顿都会区造成了近 20 亿美元的损失

Gray 博士和科罗拉多州立大学团队在 1992 年发布了一个完美的预测,仅预测到一个大型飓风,但那场风暴是飓风安德鲁,一场袭击佛罗里达州南部五级飓风。相比之下,我们的小组成功预测了 2010 年非常活跃的大西洋飓风季,该飓风季出现了惊人的 12 个飓风(是正常平均水平的两倍),但没有一个在美国登陆。我们在科罗拉多州立大学的小组打算保持 Gray 博士的遗志,并在未来许多年继续发布大西洋季节性飓风预测。

本文最初发表于The Conversation。阅读原文

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