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
5 级大西洋飓风很少见。自 1983 年开始进行精确的卫星测量以来,观测到的 243 个飓风中,只有 7% 达到了这种灾难性的强度。像多里安飓风这样强烈的 5 级飓风确实非常罕见,它于 2019 年 9 月 1 日以 185 英里/小时的持续风速和高达 220 英里/小时的阵风登陆巴哈马大阿巴科岛。如果存在 6 级的话,这种强度的风力将使多里安飓风有资格被评为 6 级。(对于不熟悉我的人来说,要知道已经有一个 6 级——这是我与鲍勃·亨森在 Weather Underground 上合著的博客的名称,专门每日更新全球热带气旋活动)。
用于将飓风风力划分为一到五级的 萨菲尔-辛普森飓风风力等级在 5 级停止:持续 1 分钟平均风速至少为 157 英里/小时(70 米/秒)。如果我们要向等级中添加 6 级,我们必须考虑到该等级不是完全线性的。例如,2 级飓风的风力范围仅为 15 英里/小时,但 4 级风暴的风力范围为 27 英里/小时。无论这种非线性如何,根据国家飓风中心的数据,等级强度每增加一级,造成的风灾大约增加四倍。
如果我们绘制等级图(下图图 1),很明显 6 级应该从 180-185 英里/小时的风速开始。7 级飓风的风速至少为 210-215 英里/小时。按照这个逻辑,多里安飓风将被评为 6 级飓风。世界历史上只有一场飓风会被评为 7 级:2015 年的帕特里夏飓风,其在墨西哥太平洋沿岸的持续风速峰值达到 215 英里/小时。
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图 1. 假设的扩展萨菲尔-辛普森飓风风力等级,其中包括 6 级和 7 级。来源:杰夫·马斯特斯,灵感来自斯特凡·拉姆斯托夫
如果使用 185 英里/小时的风速作为 6 级的阈值,则有史以来只有五场大西洋飓风符合条件。如果我们将其阈值降低到 180 英里/小时,则总共有八场飓风将被评为 6 级
190 英里/小时:艾伦 1980
185 英里/小时:多里安 2019、劳动节 1935、吉尔伯特 1988、威尔玛 2005
180 英里/小时:米奇 1998、丽塔 2005、艾尔玛 2017
这种假设的 6 级强度的飓风登陆的情况确实很少见。多里安飓风在阿巴科岛和大巴哈马岛上的 185 英里/小时的风力使其与 1935 年在佛罗里达群岛的劳动节飓风并列为有记录以来登陆最强的大西洋飓风。如果将 6 级的定义扩大到包括 180 英里/小时或更高的风力,则只会增加一场额外的大西洋登陆 6 级飓风:2017 年的艾尔玛飓风,其在巴巴多斯、圣马丁和英属维尔京群岛登陆时的最大持续风速为 180 英里/小时。
多里安飓风造成了灾难性的破坏,这很大程度上归因于其在巴哈马群岛上空以不到 5 英里/小时的极慢速度移动了 27 个小时,并保持了 5 级强度。这种缓慢的移动和极端的强度使得多里安飓风对巴哈马群岛造成了有记录以来任何有人居住的地方受到大西洋飓风最猛烈和最持久的袭击。巴哈马的初步损失估计为 70 亿美元,超过其 120 亿美元国内生产总值的 50%。截至本文撰写时,死亡人数为 56 人,仍有大约 600 人失踪。

图 2. 2019 年 9 月 2 日,5 级多里安飓风位于大巴哈马岛上空。来源:NOAA
是否应该扩展萨菲尔-辛普森等级以包括 6 级?
不幸的是,全球变暖使得像多里安这样超强烈的飓风更有可能发生(我将在以后的文章中探讨这个问题)。因此,从气候变化传播的角度来看,扩展萨菲尔-辛普森等级以包括 6 级和 7 级,以引起人们对这种新型的超强烈灾难性飓风的关注,这些飓风可能会在未来几十年内变得越来越普遍,这是有道理的。然而,由于 6 级和 7 级飓风的数量如此之少,因此很难对它们如何随着气候变化而变化进行任何有意义的统计研究。
任何扩展萨菲尔-辛普森等级的举动都必须来自国家飓风中心 (NHC),但那里的专家对此举的支持很少。从公共安全/预警的角度来看,我所听到的 NHC 专家认为,包括 6 级不会有太大好处,因为 5 级飓风已经被认为是灾难性的。例如,在美国大陆,有史以来只有四场 5 级飓风登陆(分别在 1935 年、1969 年、1992 年和 2018 年)。得知 6 级风暴正在逼近,可能不会比 5 级风暴即将来临更能促使人们采取行动保护生命和财产。
是否应该替换萨菲尔-辛普森等级?
一些飓风专家认为应该完全废除萨菲尔-辛普森等级。最初的等级于 1971 年推出,包括每个等级的风速和典型风暴潮。随着时间的推移,很明显风暴潮威胁的严重程度通常与飓风的萨菲尔-辛普森等级的相关性不佳。因此,NHC 在 2010 年删除了风暴潮值,从而形成了一个仅关注风力的等级。
仍然存在一个大问题:飓风造成的大部分生命损失来自于水——风暴潮和淡水洪水——而不是风。我们需要提出一个系统,以简洁的方式提醒人们风、风暴潮和内陆洪水对生命和财产的威胁程度,而不仅仅是风的强度。
考虑到这一点,NHC 在 2017 年飓风季期间启动了风暴潮监视和警告。然而,这些风暴潮预警并未提供风暴潮或其潜在破坏的定量措施。更好的解决方案可能是引入风暴潮等级。一个这样的等级,名为库肯达尔等级或K等级,由宾夕法尼亚州立大学的科学家阿曼达·沃克和大卫·泰特利在 2018 年提出。该等级的对数基础(从零到十)使得等级含义的传达非常直接:K 的每个整数增加都会导致人均损失增加十倍。 RMS.com 有另一种量化风暴潮破坏潜力的方法,使用综合动能 (IKE),这也很有希望。
但这仍然让我们没有一个好的方法来传达缓慢移动的飓风倾泻灾难性降雨造成的内陆洪水威胁。不幸的是,这种威胁正在增加,因为热带气旋(包括所有飓风、热带风暴和热带低压)的行进速度自 1949 年以来在全球范围内降低了约 10%,根据 NOAA 飓风科学家吉姆·科辛博士在《自然》杂志上发表的 2018 年论文。由于它们的前进速度较慢,热带气旋现在更有可能降下更大的雨量,从而增加洪水风险。由于全球变暖导致更多的水分蒸发到空气中,强降雨也在增加。2017 年德克萨斯州/路易斯安那州的 4 级飓风哈维(损失 1280 亿美元)和 2018 年卡罗来纳州的 1 级飓风佛罗伦萨(损失 240 亿美元)都是移动缓慢的风暴的例子,它们的淡水洪水风险没有在其萨菲尔-辛普森等级中得到充分体现。因此,可能需要一个新的内陆洪水风险等级。
当地国家气象局办公室已经提供详细的、颜色编码的地图,显示了来自四种不同飓风危害的相对威胁级别:风、风暴潮、洪水和龙卷风。但是,对于风、风暴潮和降雨的风险使用三个独立的等级对于许多人来说可能太复杂而难以理解。欧洲的一些国家使用简单的黄色、橙色和红色警报系统来传达风暴威胁的程度;或许应该将这种系统用于飓风。这可能太简单了,但我们需要与当前系统不同的东西。