注意:龙卷风走廊正在向东迁移

龙卷风爆发正在从得克萨斯州和俄克拉荷马州向田纳西州和肯塔基州移动,那里的人们可能没有做好准备

Map shows large tornado outbreak regions for two time intervals: 1950 through 1980 and 1989 through 2019. The highest-density area has shifted east, from Oklahoma and Arkansas to Kentucky and Tennessee.

丹尼尔·P·赫夫曼

国平均每年遭受约1200次龙卷风袭击。龙卷风在美国很普遍——远远超过世界其他任何地方——因为其地理位置创造了完美的条件,尤其是在春季和夏季。来自太平洋的西风在翻越落基山脉时释放水分,随着它们向东移动,变得高空、干燥和凉爽。类似的冷风也可能从加拿大南下。与此同时,来自墨西哥湾的低空、温暖、潮湿的空气向北流动。沿着这些路径的平坦地形使风能够在不同的高度相对不受阻碍地移动,直到它们彼此相遇。它们碰撞的角度往往会产生不稳定的空气和风切变,这是有利于龙卷风形成的两个重要因素。尽管在其他地方,如乌拉圭和孟加拉国,也存在一些类似的气团冲突,但美国上空的力量要强大得多。加拿大在全球排名第二,每年发生100次龙卷风。

图片来源:马修·特沃姆布利

虽然从 20 世纪 50 年代到 90 年代,龙卷风在全国东半部的许多地方都有发生,但它们最常袭击龙卷风走廊,这是一个以得克萨斯州东北部和俄克拉荷马州中南部为中心的椭圆形区域。最近,这个中心向东移动了 400 到 500 英里。在过去十年左右,龙卷风在密苏里州东部和阿肯色州、田纳西州西部和肯塔基州以及密西西比州北部和阿拉巴马州北部变得普遍——这是一个新的风暴集中区域。


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图片来源:丹尼尔·P·赫夫曼(地图);来源:“ Examining the Changes in the Spatial Manifestation and the Rate of Arrival of Large Tornado Outbreaks”,作者:Niloufar Nouri 和 Naresh Devineni,发表于Environmental Research Communications,第 4 卷;2022 年 2 月(数据

2023 年初的龙卷风活动充分体现了这一趋势。3 月 24 日,一场风速达每小时 170 英里的强烈龙卷风袭击了密西西比州罗林福克,造成至少 26 人死亡。一周后,新龙卷风走廊的风暴造成 30 多人死亡,4 月 4 日的另一场风暴损坏了密苏里州玻林格县的 80 多处建筑物。这些事件都发生在 4 月和 5 月的旺季来临之前。

过去两年收集的数据显示,除了单独的风暴之外,大型龙卷风爆发——由单个天气系统产生的多个龙卷风——正在更加明确地向东转移。这些龙卷风群也比旧龙卷风走廊更集中在更小的地理区域。而且,爆发可能变得更加猛烈和频繁。“看起来我们美国只有一次龙卷风的日子可能会减少,而出现多次龙卷风的日子会增多,”纽约城市大学副教授纳雷什·德维内尼说,他共同领导了 2021 年对大型龙卷风爆发的地理分析。

为什么现在会发生这种转变?大多数龙卷风是由超级单体风暴——一种具有旋转上升气流的强雷暴——产生的。当温暖、潮湿、低空空气与凉爽、干燥、高空空气相互作用时,往往会形成超级单体风暴,而气候变化正在产生更温暖、更潮湿的空气。加拿大环境与气候变化部的龙卷风专家祖豪·曹说,当局部大气不稳定时,龙卷风也更容易发展,“而变暖会增加不稳定性”,他共同领导了最近一项关于风暴着陆位置的研究。气候变化也在使墨西哥湾变暖,这可以将大量水蒸气输送到美国东南部。

研究表明,所谓的干线也在向东移动。这条假想线从美国-墨西哥边境向北延伸到加拿大,将美国较湿润的东部与较干燥的西部隔开。(在东部,玉米等需水量大的作物占主导地位;在西部,耐旱小麦占主导地位。)这条线几个世纪以来大致沿着西经 100 度线延伸,自 19 世纪末以来已向东移动了约 140 英里。普渡大学大气科学荣誉退休教授欧内斯特·阿吉在 2022 年The Conversation中写道,干线“可能是对流的边界——暖空气上升和冷空气下沉,这会助长风暴”。

由超级单体风暴形成的龙卷风接近其最后阶段,即“绳索状消散”阶段,此时它呈现这种形状。图片来源:米奇·多布罗纳

气候变化也可能延长典型的龙卷风季节。温和的冬季意味着,可能产生超级单体风暴的不稳定气团可能在 3 月甚至更早的时候在美​​国东南部变得更有可能出现。

龙卷风走廊向东移动不仅仅是一个气象奇观。这种转变是严重的:龙卷风避难所在得克萨斯州和俄克拉荷马州很常见,但在其他地方则不然。东南部人口更加稠密,移动房屋(在暴风雨中表现不佳)更为常见。东南部的龙卷风也比西部更常发生在夜间,部分原因是风可以在天黑后从墨西哥湾带来充足的水汽。研究表明,夜间发生的龙卷风造成人员伤亡的可能性是白天的 2.5 倍。

新的重点区域的地方和州政府可能希望改善社区避难所和预警系统,加强建筑规范,更好地装备应急响应人员,并教育居民在龙卷风来袭时该做什么以及不该做什么。

马克·菲舍蒂大众科学担任高级编辑已有 17 年,报道可持续发展问题,包括气候、天气、环境、能源、食物、水、生物多样性、人口等等。他分配和编辑记者和科学家的专题文章、评论和新闻,并以这些形式写作。他编辑“历史”栏目,该杂志的部门回顾了整个时期的科学进步。他是两本衍生杂志的创始执行主编:大众科学·思维大众科学·地球 3.0。他 2001 年为该杂志撰写的自由撰稿文章“淹没新奥尔良”预测了像卡特里娜飓风这样的风暴将给这座城市带来的广泛灾难。他的视频 人死后你的身体会发生什么? 在 YouTube 上的观看次数超过 1200 万次。菲舍蒂曾为纽约时报、体育画报、史密森尼、技术评论、快公司等多家媒体撰写自由撰稿文章。他与万维网的发明者蒂姆·伯纳斯-李合著了《编织网络》一书,该书讲述了网络是如何创建的真实故事。他还与微生物学家埃莉诺·列维合著了《新杀手疾病》。菲舍蒂曾任 IEEE Spectrum MagazineFamily Business Magazine 的执行主编。他拥有物理学学位,并两次担任路易斯安那州百年学院的阿塔韦公民文化研究员,该学院授予他荣誉博士学位。2021 年,他获得了美国地球物理联合会的罗伯特·C·考恩持续科学新闻成就奖,以表彰其在地球和空间科学方面的杰出报道职业生涯。他曾在美国全国广播公司 (NBC) 的《与媒体见面》、美国有线电视新闻网 (CNN)、历史频道、美国国家公共广播电台 (NPR) 新闻和许多新闻广播电台节目中露面。在 X (以前的 Twitter) 上关注菲舍蒂 @markfischetti

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马修·特沃姆布利 是一位自由插画家和信息图表设计师。他的作品可以在 www.matthewtwombly.com 上查看

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丹尼尔·P·赫夫曼 是一位独立的制图师和地图制图教育家。赫夫曼的更多作品可以在 https://somethingaboutmaps.com 上找到。

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大众科学 Magazine Vol 329 Issue 1本文最初以“新的龙卷风走廊”为标题发表于 大众科学杂志 第 329 卷第 1 期(),第 70 页
doi:10.1038/scientificamerican0723-70
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