本文发表在《大众科学》的前博客网络中，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
随着 11 月 24 日热带风暴“塞巴斯蒂安”的消亡，我们可能已经看到了 2019 年大西洋飓风季的结束，最终统计结果为 18 次命名风暴，6 次飓风，3 次强飓风，以及 129.8 的 ACE 指数。根据科罗拉多州立大学的数据，1981 年至 2010 年的这些数量的平均值为 12.1 次命名风暴、6.4 次飓风、2.7 次强飓风和 106 的 ACE 指数，因此 2019 年在所有指标上都接近或高于平均水平。
本季有两个不祥的预兆，预示着气候变暖：一个超强飓风（如果存在第 6 级评级，则有资格获得该评级）和多个在登陆时移动非常缓慢的破坏性风暴。超强飓风是飓风“多里安”，其 185 英里/小时的风速在 9 月初袭击了巴哈马，当时强大的 5 级风暴在该群岛上空停滞不前。“多里安”和“洛伦佐”（位于大西洋东部）都是 5 级风暴，使得 2019 年成为大西洋盆地连续第四年出现 5 级风暴的一年，这是一个新的纪录。
2019 年具有破坏性的慢速移动风暴有：飓风“巴里”（路易斯安那州，损失 6 亿美元）、飓风“多里安”（巴哈马、美国东南部和加拿大，至少损失 46 亿美元）、热带风暴“伊梅尔达”（德克萨斯州和路易斯安那州，损失 20 亿美元）和热带风暴“费尔南德”（墨西哥东北部，损失 2.5 亿美元）。在登陆时，所有四次风暴在两天或更长时间内都以 8 英里/小时或更慢的速度移动；热带气旋的平均前进速度约为 11 英里/小时。
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图 1. 2019 年大西洋飓风季的初步跟踪地图。最后一场风暴，热带风暴“塞巴斯蒂安”的轨迹尚未公布。来源：国家飓风中心
2019 年，短命风暴创下纪录
大西洋的 18 次命名风暴使 2019 年的飓风季处于非常罕见的境地，因为自 1851 年以来只有 8 个飓风季出现过 18 次或更多次命名风暴——最近一次是在 2012 年、2011 年和 2010 年。然而，根据科罗拉多州立大学飓风科学家 菲尔·克洛茨巴赫博士的说法，2019 年大西洋 18 次命名风暴中有 7 次持续了 24 小时或更短的热带风暴强度，这是有记录以来持续时间最短的命名风暴数量最多的一次，打破了 2005 年创下的 6 次的旧纪录。2019 年七次短命风暴中有四次在墨西哥湾形成，由于形成后迅速登陆（墨西哥的“费尔南德”和德克萨斯州的“伊梅尔达”）或由于与冷锋相互作用使其变为温带风暴（10 月的“内斯特”和“奥尔加”）而限制了它们的生命周期。
5 级飓风“多里安”摧毁了巴哈马，然后袭击了美国和加拿大
在 8 月 28 日以 1 级飓风袭击美属维尔京群岛的圣托马斯之后，飓风“多里安”迅速增强为 5 级飓风，并于 2019 年 9 月 1 日在巴哈马的大阿巴科岛登陆。登陆时，“多里安”的持续风速为 185 英里/小时，阵风高达 220 英里/小时，中心压力为 911 毫巴，与佛罗里达群岛 1935 年的“劳动节”飓风并列为有记录以来登陆大西洋的最强飓风（按风速计算）。185 英里/小时的风速将使“多里安”有资格获得 6 级评级（如果存在）。“多里安”也是有记录以来在加勒比海和墨西哥湾以外的开阔大西洋上记录到的最强飓风（之前的记录：2017 年的飓风“艾尔玛”，风速为 180 英里/小时）。只有一次大西洋飓风的风力比“多里安”更强：1980 年的飓风“艾伦”，在墨西哥湾东南部风速达到 190 英里/小时的峰值。
登陆时，“多里安”的移动速度仅为 5 英里/小时，并在巴哈马以 5 级强度或更低的速度移动了 27 小时。“多里安”在 24 小时内仅移动了 25 英里，这是自 1950 年以来大西洋主要飓风在 24 小时内跟踪到的第二短直线距离。只有 1965 年的飓风“贝齐”在 24 小时内移动了 12 英里，速度更慢。“多里安”的眼墙部分以 5 级风力袭击了大阿巴科岛和大巴哈马岛，共计 22 小时，然后这场大飓风最终减弱为 4 级强度。
在追溯到一个多世纪的记录中，没有出现过大西洋 5 级飓风像“多里安”袭击巴哈马那样长时间地影响陆地地区的情况。根据巴哈马气象局的数据，“多里安”带来了 20 至 25 英尺（6.1 至 7.6 米）的风暴潮，估计在巴哈马降下了 3 英尺（0.91 米）的雨水。
图 3. 2019 年 9 月 2 日，飓风“多里安”摧毁后的巴哈马阿巴科岛上的马什港机场。来源：美国海岸警卫队第 7 区 PADET 杰克逊维尔
11 月 15 日美洲开发银行的一份报告将“多里安”在巴哈马造成的损失定为 34 亿美元，占其 120 亿美元 GDP 的 25% 以上。70% 的损失发生在阿巴科岛，15% 发生在在大巴哈马岛，9% 发生在其他岛屿。截至本文撰写之时，死亡人数为 69 人，截至 10 月下旬，仍有 282 人失踪。近 29,500 人失去了家园或工作，或因“多里安”而暂时流离失所。
“多里安”的停滞使飓风的风力足以涌起足够多的冷水，从而显著削弱了风暴，当“多里安”最终开始向北朝北卡罗来纳州移动时，它已成为强度弱得多的 2 级风暴。“多里安”于 9 月 6 日在北卡罗来纳州哈特拉斯角登陆，为 1 级飓风，风速为 90 英里/小时，最低中心压力为 956 毫巴。
“多里安”的风暴潮给北卡罗来纳州东部带来了严重的洪水破坏，尤其是在外滩。“奥克拉科克岛（人口 1000 人）受到的打击尤其严重，并将继续对游客关闭，直至 12 月 2 日。佛罗里达州、佐治亚州、南卡罗来纳州、北卡罗来纳州和弗吉尼亚州的部分地区都因“多里安”而遭受损失；根据 NOAA 的数据，这场飓风在美国造成 10 人死亡，损失 12 亿美元。“多里安”还引发了一场政治风暴——“夏普门”事件——在特朗普总统 9 月 1 日错误地发推文称阿拉巴马州“很可能会受到（比预期）更严重的打击”之后。
图 4. 2019 年 9 月 8 日，飓风“多里安”的风暴潮冲破了保护沙丘并冲过高速公路后，在北卡罗来纳州奥克拉科克岛上看到的 12 号高速公路。来源：NC DOT
“多里安”还严重袭击了加拿大，于 9 月 7 日以 2 级温带气旋在新斯科舍省东部登陆，风速为 100 英里/小时，压力为 958 毫巴。登陆时，“多里安”的风场巨大，飓风风力从中心延伸 115 英里，热带风暴风力延伸 310 英里。
前“多里安”是有记录以来袭击加拿大的第三强飓风或前飓风，其强大的风力和风暴潮在新斯科舍省造成了广泛的破坏。根据加拿大环境部的数据，“多里安”导致加拿大海洋省份 50 多万户客户断电；其中 40 万例发生在在新斯科舍省，约占该省的 80%，这可能是他们的历史最高纪录。据报道，由于大型风暴潮，沿海地区遭受了严重破坏，风暴潮达到了哈利法克斯港的接近历史最高水平。加拿大的损失估计为 7900 万美元。
“伊梅尔达”：美国大陆历史上第五大降雨量热带气旋
热带风暴“伊梅尔达”于 9 月 17 日在加尔维斯顿西南偏南地区以最低强度热带风暴（风速为 40 英里/小时）登陆后，成为美国大陆历史上第五大降雨量热带气旋，登陆时间距其被命名不到两个小时。登陆时，“伊梅尔达”以 5 英里/小时的速度向北移动，并且在接下来的 48 小时内保持了 3 至 7 英里/小时的总体向北移动，逐渐减弱。
这种非常缓慢的速度使得“伊梅尔达”在休斯顿和德克萨斯州博蒙特之间的大片区域在 3 天内降下 30 至 44 英寸的降雨。德克萨斯州范内特附近降雨量峰值达到 44.29 英寸，其中仅 12 小时内就降下了 31 英寸。根据保险经纪公司 Aon 的数据，“伊梅尔达”的降雨造成了灾难性的洪水，导致 5 人死亡，至少损失 20 亿美元。在洪水高峰期间，许多车辆在博蒙特和温妮之间的 I-10 公路上被困或被淹没了 2 天半。
气候变化和创纪录的海洋热量使“伊梅尔达”的强降雨更有可能发生
根据worldweatherattribution.org的科学家进行的一项近实时归因研究，由于人为造成的气候变化，像“伊梅尔达”这样强烈的沿海地区两天极端降水事件发生的可能性增加了 1.6 到 2.6 倍（或强度增加了 9% 到 17%）。他们的结论是：“气候变化显然导致了德克萨斯州东南部极端事件期间的降水增加。” NOAA 表示，“伊梅尔达”带来了过去 5 年影响德克萨斯州东南部的第五次 500 年一遇的洪水。
德克萨斯州海岸外异常温暖的海洋温度导致了“伊梅尔达”的强降雨。德克萨斯州在 2019 年经历了第二热的 8 月和有记录以来最热的 9 月，这种创纪录的热量使墨西哥湾西部的海水在 9 月中旬升温至创纪录的 30°C（86°F），比平均水平高出约 1°C（1.8°F），根据 NOAA 的说法。对于海洋每升高摄氏度，大约有 7% 的水蒸气会蒸发到空气中，而飓风可以起到浓缩这些水分的作用，从而产生比海洋每升高摄氏度降雨量简单线性增加 7% 还要多的降雨。人为造成的全球变暖使得像墨西哥湾西部在 9 月经历的那种创纪录的高温更有可能发生。
飓风“巴里”造成 6 亿美元的损失并创下阿肯色州历史降雨纪录
飓风巴里 (Barry) 的形成过程很不寻常，它最初是由7月1日在堪萨斯州上空形成的强对流雷暴云团演变而来，该云团随后于7月10日移至佛罗里达州墨西哥湾沿岸。7月11日，巴里成为热带风暴，并以每小时3至9英里的速度缓慢向西移动，强度逐渐增强。7月13日，它以1级飓风的强度在路易斯安那州西部海岸登陆，风速达到每小时75英里。
巴里的强降雨和风暴潮是造成 6 亿美元损失的主要原因；幸运的是，没有人员死亡或受伤的报告。路易斯安那州西南部普降 10 至 15 英寸的降雨，其中在路易斯安那州拉格利附近报告的最大风暴总降雨量为 23.58 英寸。在巴吞鲁日和新奥尔良地区，4 至 8 英寸的降雨量很常见，密西西比州和阿拉巴马州南部地区也出现了类似的降雨量。巴里的强降雨导致路易斯安那州摩根市附近的阿查法拉亚河沿岸发生额外洪水，而该地区在巴里到来之前就已经遭受了有记录以来最高的河流洪水之一。
尽管巴里在进入阿肯色州时减弱为热带低压，但该风暴仍创下了该州有史以来热带气旋的最大降雨量记录：在阿肯色州迪克斯达到 16.59 英寸。其中大部分降雨量（16.17 英寸）仅在 24 小时内发生，打破了该州有史以来单日最大降水量记录。
巴里在阿肯色州的降雨记录是美国在三年内创下的第五个州有史以来热带气旋降水记录。这非常了不起，因为打破州有史以来记录是很困难的。就在去年，移动缓慢的飓风佛罗伦萨打破了北卡罗来纳州（35.93 英寸）和南卡罗来纳州（23.63 英寸）的州降水记录，而5级飓风莱恩则在夏威夷大岛的山景市创下了 52.02 英寸的州历史最高记录。早在 2017 年 8 月，飓风哈维在德克萨斯州上空停滞，为德克萨斯州内德兰带来了 60.58 英寸的降雨，不仅打破了德克萨斯州有史以来的记录，也打破了整个美国的记录。自 2000 年以来，共有 12 个州打破了有史以来热带气旋降水记录。
图 5. 热带气旋创下的各州历史降水记录。过去三年中，已创下五项记录，包括夏威夷（未显示）。巴里在 2019 年创下了阿肯色州的最高纪录。图片来源：NOAA
像巴里、多里安和伊梅尔达这样移动缓慢的风暴正变得越来越普遍
当巴里在墨西哥湾沿岸三天缓慢移动并增强为飓风时，它的移动速度非常缓慢，仅为每小时 3 至 9 英里。同样，热带风暴伊梅尔达在向德克萨斯州东部缓慢北上的过程中，移动速度仅为每小时 3 至 7 英里，飓风多里安在巴哈马群岛上空停滞了数天，热带风暴费尔南多在登陆前后两天的时间里，移动速度为每小时 7 至 8 英里。这些风暴移动缓慢是造成破坏的关键因素；平均而言，热带气旋的移动速度约为每小时 11 英里，而移动速度低于该速度的风暴更有可能带来强降雨。
正如我在9月份天气地下6级博客上的一篇文章《像伊梅尔达和多里安这样移动缓慢的大西洋风暴正变得越来越普遍》中所详述的那样，巴里、多里安、伊梅尔达、哈维、佛罗伦萨和莱恩都是移动缓慢的飓风的例子，这些飓风在海岸附近停滞不前，导致它们倾泻破纪录的降雨量。根据 NOAA 飓风科学家 Jim Kossin 博士在 2018 年和 2019 年发表的研究，近几十年来，此类风暴越来越普遍。他的研究发现，从 1900 年到 2017 年，美国大陆陆地上空的热带气旋前进速度减慢了 17%。科辛博士在一封电子邮件中说：“绝大多数模型都一致预测，由于人为造成的全球变暖，热带环流正在减缓。因此，我认为，鉴于热带气旋在这些风中有点被动地移动，一个合理的假设是，它们正在随着气候变暖而减速。这为我们观察到的减速现象提供了一个令人信服的人为因素证据。”
飓风巴里暴露了新奥尔良的阿喀琉斯之踵
新奥尔良因巴里的风暴潮而侥幸躲过一劫。通常情况下，1 级飓风的风暴潮不会对新奥尔良的堤防系统构成威胁，该系统在 2005 年的飓风卡特里娜之后进行了 145 亿美元的升级。升级后的堤防系统旨在抵御 3 级飓风，并成功地挡住了 2008 年 2 级飓风古斯塔夫和 2012 年 1 级飓风艾萨克带来的约 10 英尺的风暴潮。
但正如我在 7 月的文章《新奥尔良的阿喀琉斯之踵：密西西比河洪水期间的飓风风暴潮？》中所详述的那样，新奥尔良有一个阿喀琉斯之踵，这使其容易受到 1 级飓风的风暴潮的袭击——沿着密西西比河的堤防。尽管这些堤防位于墨西哥湾上游 100 多英里处，但过去 50 年的五次飓风——贝齐（1965 年）、卡特里娜（2005 年）、乔治斯（1998 年）、艾萨克（2012 年）和古斯塔夫（2008 年）——已将 7 英尺或更高的风暴潮向上游推到新奥尔良。如果当密西西比河处于洪水期时，如此高的风暴潮向上游移动，堤防可能会被淹没。
美国经历了有记录以来最潮湿的 12 个月时期，该时期于 6 月结束，这使得密西西比河下游处于洪水期的时间为有记录以来最长。在飓风巴里形成时，河流水位仅比新奥尔良堤防的顶部低四英尺，这使得该市面临着来自 1 级飓风的风暴潮向上游移动的风险。
事实上，NOAA 的官方预报在 7 月 10 日（巴里登陆前三天）预测了这种情况（图 6）。预计 4 英尺的风暴潮会向上游移动到新奥尔良的密西西比河，这足以淹没保护该市的堤防的最低部分。幸运的是，巴里增强的速度比预测的要慢，风暴的风力不足以给新奥尔良带来显著的风暴潮。在密西西比河口，巴里带来了 2.5 英尺的风暴潮，在新奥尔良的密西西比河沿岸观测到了约 1 英尺的风暴潮。巴里给路易斯安那州中部海岸带来了 4 至 6 英尺的破坏性风暴潮，给路易斯安那州东南部海岸带来了 2 至 4 英尺的风暴潮，给密西西比州和阿拉巴马州海岸带来了 2 至 3 英尺的风暴潮。
图 6. 2019 年 7 月 10 日，新奥尔良密西西比河上的卡罗尔顿水位计观测到和预测的水位。河流水位高于海平面 16 英尺，该市的堤防保护该市至 20 英尺的高度。预计来自飓风巴里的风暴潮将在 7 月 13 日达到该水平。幸运的是，巴里增强的速度比预期的要慢，结果出现了仅 1 英尺的风暴潮，比堤防的顶部低了 3 英尺。图片来源：NOAA
飓风洛伦佐成为有记录以来最东端的大西洋 5 级飓风和亚速尔群岛最具破坏性的风暴
9 月 29 日，飓风洛伦佐在西经 45 度处增强为 5 级飓风，风速达到每小时 160 英里，成为有记录以来最东端的大西洋 5 级风暴。洛伦佐在西经 45 度以东持续了 3 天半的时间，是迄今为止有记录以来大型飓风存在于如此东部最长的时间（之前的记录：1957 年飓风卡莉的 1.75 天）。
法国海洋拖船 Bourbon Rhode 号在 9 月 27 日被洛伦佐引发的巨浪倾覆；在其 14 名船员中，3 人获救，4 人溺水身亡，7 人仍然失踪。一架 NOAA 飓风追踪飞机在前往洛伦佐进行研究任务时，被转移去搜寻幸存者。
在 9 月下旬和 10 月初，巨大的涌浪从飓风巨大的风场中散发出来，影响了大西洋盆地的大部分地区。在风暴以西 2000 多英里处，四人在北卡罗来纳州海岸的裂流中溺水身亡，两人在纽约海岸被巨浪卷走后死亡。
减弱的洛伦佐于 10 月 2 日以 90 英里/小时的风速作为 1 级飓风经过亚速尔群岛的弗洛雷斯岛以北 55 英里处。洛伦佐给附近的科尔沃岛带来了 74 英里/小时的持续飓风级风力。这种强度的风力在亚速尔群岛很少出现，洛伦佐造成了重大破坏，尤其是在弗洛雷斯岛。政府估计损失为 3.67 亿美元，主要用于港口基础设施，这使得洛伦佐成为亚速尔群岛历史上损失最惨重的飓风。根据 EM-DAT（国际灾害数据库）和国家飓风中心风暴摘要，没有其他飓风在亚速尔群岛造成重大损失的记录。
图 7. 当我看到 NOAA 飓风追踪飞机于 2019 年 9 月 27 日前往飓风洛伦佐的飞行路径时，我感到很困惑。当任务最初计划发生在整个风暴周围 10,000 英尺的高度时，为什么飞机会在飓风一侧的低空（1000 英尺）密集地研究一小块区域？事实证明，这架飞机正在飓风东南侧进行低空搜索和救援任务，以寻找海洋拖船 Bourbon Rouge 号沉没后的幸存者。图片来源：tropicaltidbits.com
2019 年大西洋飓风季节的其他值得注意的风暴
9 月 5 日，热带风暴费尔南多以 45 英里/小时的持续风力在墨西哥东北部登陆，距离德克萨斯州边境以南约 140 英里。由于费尔南多在登陆前一天和登陆后一天的移动速度缓慢（每小时 7 至 8 英里），风暴能够倾泻异常大的降雨，导致极端洪水。据怡安称，费尔南多的洪水造成一人死亡，损失超过 2.5 亿美元。
9 月 19 日至 20 日，飓风温贝托紧邻百慕大群岛移动，给该岛带来了超过 100 英里/小时的阵风。据报道，没有发生大范围的严重破坏，但据怡安称，预计该风暴造成的损失将超过 200 万美元。
10 月 19 日，热带风暴内斯特以 45 英里/小时的风力作为后热带气旋在佛罗里达州狭长地带登陆。内斯特给佛罗里达州、乔治亚州和卡罗来纳州带来了强降雨、洪水和强雷暴，据怡安称，损失估计为 1.5 亿美元。
10 月 25 日，热带风暴奥尔加在墨西哥湾形成，其残余物在第二天被冷锋吸收后在路易斯安那州登陆。奥尔加的残余物带来了暴雨、洪水、强雷暴和超过 70 英里/小时的阵风。据报道，有一人死于该风暴，据怡安称，损失估计为 1 亿美元。
10 月 27 日，飓风巴勃罗在异常偏北的位置（北纬 42.8 度，靠近波士顿纬度）成为 2019 年第六个大西洋飓风。自 1950 年以来，只有一个风暴在更北的纬度达到飓风强度。巴勃罗也成为了大西洋风暴首次成为飓风的最东端：西经 18.3 度。之前的记录：2005 年飓风文斯西经 18.9 度。
10 月 30 日，热带风暴雷贝卡在北纬 38.3 度成为命名风暴，这是自 1975 年亚热带风暴二号于 12 月 9 日形成以来，今年最晚形成的大西洋命名风暴的最北端。