本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
现在很难专注于飓风预警,因为俄克拉荷马州正遭受一些有记录以来最严重的龙卷风的蹂躏。但是,这些风暴确实引发了关于美国科学家预测恶劣天气的能力的问题,而答案尚不明确。
就在上周,美国国家海洋和大气管理局发布了一份内部研究报告,评估了其国家气象局 (NWS) 在预测飓风桑迪方面的表现。该报告得出了一个奇怪的结论:“国家气象局为桑迪提供了准确的预报,使人们尽早意识到这场巨大的风暴正在向大西洋中部和东北部逼近……预报员在预测这场极其巨大和复杂的风暴的路径方面表现良好。”
但是,气象界完全清楚,所谓的欧洲模型对中期预报的预测是,桑迪将从大西洋“左转”朝向大西洋中部海岸——这是一条非常不寻常的路径——而所有美国模型都预测飓风将向东北方向漂向大海。美国模型花了几天时间才开始显示出与欧洲模型一直指示的相同路径。国家气象局新任局长路易斯·乌切利尼最近承认,这种滞后是一个“失误”,并告诉路透社,欧洲模型是“第一模型,这是毫无疑问的”。
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美国国家海洋和大气管理局的报告可能是政治掩护,也可能是试图转移话题,因为它接着说,其审查确实揭示了国家气象局可以在让人们听取风暴预警方面做得更好。然而,这项挑战是一个棘手的问题,涉及复杂的社会和心理因素。
也许国家气象局自己也知道它可以改进飓风预报。上周,它宣布将使用国会最近拨款的 2500 万美元来升级其一些超级计算机。美国飓风模型的分辨率为 25 公里,而欧洲模型的分辨率为 16 公里。考虑到这种风暴的内核通常在 80 公里范围内,更高的分辨率可以让预报员更好地评估飓风是如何增长和移动的。然而,预测沿海飓风的风暴潮可能有多高——这通常是造成最大破坏的原因——比预测其路径更难,并且可能需要不同的进步。
然而,仅靠技术并不能解决问题。“一台新电脑确实很好,但你也需要人来使用它,”科罗拉多州博尔德市国家大气研究中心 (NCAR) 的高级科学家克里斯·戴维斯说。“要充分利用更高的分辨率,需要做很多工作。”研究人员必须正确地重新校准模型以利用新的分辨率,并且必须学习如何解释结果。
尽管戴维斯认为提高分辨率是有帮助的,但他坚持认为,研究人员之间更好的协调可以带来更大的收益。目前,国家气象局使用其独有的模型,像国家大气研究中心这样的大学研究人员使用他们自己的模型,而私营气象服务机构也使用他们自己的模型。相反,如果这三个研究小组整合他们的工作,那么无论使用何种技术,预报都可以得到改进。“必须有更好的方法来吸引研究界的全体人员,”戴维斯说。“我认为欧洲中期天气预报中心在这方面做得更好。”
更大的合作也引出了一个问题,即美国模型是否必须是世界上最好的,这是大多数国家气象局支持者所说的。戴维斯指出,不一定。“我们希望一个平均水平与欧洲模型一样好的模型,但它不必更好。”实际上,如果“美国模型同样好但犯了不同类型的错误”,预报更有可能得到改进。
他解释说,所有模型都有优点和缺点,但如果改进后的美国模型基本上复制了欧洲模型,它就不会提供太多新的见解。如果新的美国模型具有不同的特征,“那么当我们将美国和欧洲模型结合起来时,我们将获得更多的见解”,这可以提供更早和更准确的预报。戴维斯建议国家气象局不仅要使用资金来升级计算机,还要开发可能导致具有独特属性的模型的新预报技术。
飓风桑迪的红外图像由美国海军提供