今年开局缓慢之后,龙卷风季节于周三晚间首次致命亮相。估计有十几个龙卷风袭击了德克萨斯州北部。破坏包括至少 6 人丧生,以及整栋房屋突然从地基上被掀起,加入到空中的碎片中。
龙卷风袭击了达拉斯西南部的三个德克萨斯州县。目击者称,最大的漏斗云接近一英里宽,科学家估计其风速达到每小时 210 英里或更高,据国家气象局驻沃斯堡的气象学家库尔特·范·斯佩布鲁克称。
最大的龙卷风袭击了格兰伯里镇,这是一个拥有 8000 人口的城镇,摧毁了近 40 座建筑物和移动房屋。那里有 6 人丧生,至少 100 人遭受轻微到重伤。
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这次龙卷风被归类为 EF4 级,使用的是增强藤田级数,该级数通过测量龙卷风对谷仓、小型购物中心和汽车展厅等结构的破坏力来描述龙卷风的强度。最强的龙卷风是 EF5 级,自 2000 年以来,美国仅记录到 8 次。
通过测量破坏程度,气象学家估计了龙卷风三秒阵风的风速。格兰伯里漏斗云的潜在风速为每小时 210 至 261 英里,这一速度超过了最强飓风的速度,飓风是以持续风速来衡量的。
根据国家海洋和大气管理局风暴预测中心的气象学家格雷格·卡宾的说法,全国约有 1% 的龙卷风被评为 EF4 级。在过去 13 年中,总共有 16638 次龙卷风,其中有 79 次是 EF4 级。
“它们相当罕见,”范·斯佩布鲁克说。
预警时间能否延长?
与可以从很远的地方追踪到的飓风不同,龙卷风预测的艺术仍处于起步阶段。这是一项令人恼火的棘手任务,人们通常只有 10 分钟的时间来准备,然后破坏就会来临。
根据 NOAA 的一份报告,密苏里州乔普林的居民在最初的警报响起后约有 30 分钟的时间来寻找避难所,然后龙卷风于 2011 年 5 月 22 日袭击当地,造成 158 人死亡。这是 58 年来死亡人数最多的龙卷风。
本周,一个位于科罗拉多州的外场项目开始收集数据,这些数据可能有助于气象学家开发更好的模型,预测风暴和龙卷风可能发生的时间和地点。他们的目标是提前 6 到 24 小时发布精确的预警。
作为名为中尺度可预测性实验 (MPEX) 项目的一部分,一个科学家团队将乘坐一架小型喷气机飞越美国中部通常被称为“龙卷风走廊”的地区,投放降落伞式气象设备,以更详细地了解是什么引发了雷暴以及经常由此产生的龙卷风。
当前系统的差距
NOAA 的数据显示,目前龙卷风预警的平均提前时间仅为 13 分钟。部分挑战在于,国家气象局的 102 个气象气球网络分布太广,无法收集可能表明导致风暴的条件的小规模数据。
当前的卫星图像技术也无法收集关于不同高度的温度和压力的详细、可量化的信息,而这些信息可能有助于计算机模型产生准确的预测。
“我们知道许多特征对雷暴的触发有一定影响……但基本上都没有被业务仪器网络观测到,”普渡大学地球、大气和行星科学系气象学教授杰夫·特拉普说。
“即使是 100 公里规模的强风暴,也将在当前的观测网络中被错过,”国家科学基金会的气象学家钟鲁(音译)说,他正在监督该项目。
钟鲁补充说:“MPEX 的科学家们正试图捕捉大规模、高空大气扰动,如气压变化,并将这些信息用于预报模型,以更好地预测风暴的发生。”
该项目涉及一个庞大的科学家团队,他们来自国家大气研究中心、科罗拉多州立大学、纽约州立大学奥尔巴尼分校、普渡大学、威斯康星大学密尔沃基分校以及 NOAA 的国家强风暴实验室。
在“龙卷风走廊”中“上游”观察
MPEX 数据收集和建模将在未来一个月内进行,届时正值龙卷风季节的高峰期。每天清晨,在商业航空交通繁忙之前,科学家们将乘坐由国家科学基金会资助的湾流 V 型喷气机从科罗拉多州布鲁姆菲尔德的机场起飞,在地球上方约 7 英里的高度巡航,飞越龙卷风走廊的南部。
目标是更完整地了解通常在当天晚些时候形成的雷暴“上游”的条件。在他们 6 小时、3000 英里的旅程中,研究人员将定期从飞机上投放连接降落伞的小型仪器。这些仪器被称为微型探空仪,在它们落到地面时,每四分之一秒收集一次温度、湿度和风力数据。喷气机本身也配备了数据收集技术。
下午,其他研究人员将在新生的风暴附近释放气象气球,以了解周围大气层如何受到影响。
特拉普说:“我们知道,一旦雷暴存在,它们就会扰乱周围环境;这会使大气层的其余部分更加混乱。“我们不知道这种扰动的程度或范围。”
然后,科学家们将尝试不同的方法,将这些数据整合到计算机模型中,以了解哪种预测方法最准确。特拉普说,希望能够开发出类似于气象学家目前用于飓风预测的预警系统,或者在风暴来临前的关键时刻,开发出“风暴形成地点及其路径的概率锥形图”。
如果成功,MPEX(发音为“em-pex”)可以挽救生命,因为强风暴正日益成为美国人挥之不去的威胁。全球再保险机构慕尼黑再保险公司表示,自 20 世纪 80 年代以来,美国强雷暴造成的损失“显著增加”。去年,雷暴和龙卷风造成了约 70 亿美元的保险损失 (气候 wire, 1 月 4 日)。
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