六級颶風即將到來?

由於自然條件,像艾琳這樣的熱帶氣旋預計今年會更加強大,但研究人員對如何評估其強度存在分歧


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編者按(2017年9月5日):隨著颶風伊爾瑪迅速增強,風速超過180英里/小時,《大眾科學》回顧了一些預測、跟蹤和理解這些巨大風暴的科學原理。 這篇文章最初發表於2011年8月23日,探討了我們是否即將面臨六級颶風。

大氣研究人員傾向於認為,本世紀將會出現異常猛烈的熱帶氣旋,但奇怪的事實是,迄今為止,對於用於對這些預期風暴的威力進行分類的五級尺度,尚未達成共識。 這聽起來可能像搖滾樂隊惡搞電影《搖滾萬歲》中的一幕,其中提到了超響的電吉他放大器音量11,實際上有人在討論在當前的薩菲爾-辛普森颶風等級上增加第六級,在該等級中,五級強度意味著持續風速高於每小時155英里(每小時250公里)至少一分鐘,沒有速度上限。

該等級缺乏上限導致所有最強的熱帶氣旋都被歸為一類,儘管它們的威力範圍很廣。當五級包括2005年的艾米麗(達到每小時257.5公里(每小時160英里)的峰值風速,並持續在五級六小時);同年卡特里娜(在五級中保持每小時280公里(每小時175英里)的峰值風速18小時);以及1980年的艾倫(在最高等級中保持每小時305公里(每小時190英里)的峰值風速72小時)時,五級的描述性就變得較差。

現在,對本世紀的猛烈程度預測加劇了這種分類問題。“強烈的颶風可能會變得更糟。我們可能不得不發明一個六級,”邁阿密大學高階科學家、美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)前物理海洋學家大衛·恩菲爾德說。這個新的級別不會是任意的重新標記。過去40年的全球衛星資料顯示,颶風的淨破壞潛力增加了,而且最強烈的颶風變得越來越普遍,尤其是在大西洋地區。這種趨勢可能與海水變暖有關,也可能只是歷史的重演。在20世紀70年代之前收集的資料,儘管不可靠,但也顯示了平靜的十年之後是活躍的十年的週期。平靜的60年代、70年代和80年代在1995年結束,那一年帶來了菲利克斯和奧帕爾等風暴,並在美國造成了130億美元的損失和100多人死亡。

等級的優缺點:五級還是六級?
當前各等級之間的平均差異接近每小時20英里,因此六級標籤可能會應用於持續風速超過每小時175英里(每小時280公里)的颶風。儘管存在風速達到該水平的颶風,但假設的“六級”風暴的速度和破壞性仍是推測性的。

畢竟,如果被要求確定歷史上最強大的熱帶氣旋,氣象學家和氣候研究人員可能甚至不會從記錄中選擇五級風暴,因為薩菲爾-辛普森等級專注於持續至少一分鐘的最大風速,而忽略了影響風暴破壞程度的許多其他大規模因素。有人說,整個指數都應該被扔出防颶風的窗外。

“如果我可以做到,我會取消這些等級,”美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)國家颶風中心(NHC)主任比爾·裡德說。“整個颶風指數是在60年代和70年代制定的,當時我們沒有辦法傳達風暴造成的損害的變數。我們沒有那麼仔細地測量它;我們沒有工具。”

即使在今天,用於測量實際風速的儀器在極端風暴中也經常被摧毀,因此必須從衛星影像和其他資料中推斷出估計值。實際觀測結果也可能令人懷疑。世界氣象組織花了14年才承認,澳大利亞的一臺風速計在1996年熱帶氣旋奧利維亞期間記錄了每小時407公里(每小時253英里)的世界紀錄風速。風速科學多年來有所改進。自20世紀90年代以來,來自颶風獵人飛機的直接風速測量取代了中心壓力測量,後者通常是風速的替代指標。

氣象學家和氣候學家用來評估破壞的變數可以超出風速,包括在陸地上持續的時間和致命的風暴潮的程度。裡德總結說:“規模很重要:卡特里娜、麗塔、艾克——所有這些都在2級或3級登陸,但看看它們造成的破壞。顯然,等級並沒有準確描述影響。”

去年,當美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)國家颶風中心簡化了薩菲爾-辛普森颶風等級並將其重新命名為薩菲爾-辛普森颶風風力等級時,向“影響預報”的過渡開始了。這一變化包括剝離了該等級以前的中心壓力、洪水和風暴潮估計。這些因素和其他因素現在是單獨預測的。2009年,國家氣象局開始使用新的機率模型,提供0.6至7.6米(2至25英尺)的風暴潮估計。

未來會怎樣
歷史讓我們猜測下一個大型熱帶氣旋將在美國大西洋或墨西哥灣沿岸的哪個地點和時間登陸。至於有史以來最強大的颶風,專家們意見不一。有些人說是1998年的吉爾伯特。美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)網站上的官方答案列出了三個:1969年的卡米爾、1980年的艾倫和2005年的威爾瑪(世界氣象組織同意後者)。

科羅拉多州立大學柯林斯堡分校的大氣科學榮譽教授、年度颶風季節預測的“鼻祖”威廉·格雷選擇了1926年的四級邁阿密大颶風。國家颶風中心(NHC)主任裡德選擇了1780年加勒比海的一場未命名的颶風。

大西洋颶風季節每年從6月1日到11月30日,預計今年將產生比平均水平更多更強的風暴,儘管自1995年以來活躍年份已成為常態。那一年,大西洋進入了一個被稱為大西洋多年代際振盪的溫暖海面溫度時期,這種週期通常持續兩到三年。

“如果未來像過去一樣,我們應該還會經歷10到15年的活躍期,”格雷說。

這種振盪意味著大西洋預計未來會降溫,從而模糊了颶風活動與全球變暖之間的聯絡。也許與直覺相反,最近的計算機建模研究預測,如果海洋因全球變暖而進一步升溫,熱帶氣旋會減少。但他們也預測,形成的颶風會增強,儘管信心有限。根據2010年《自然地球科學》雜誌上的一篇評論文章,本世紀頻率將下降6%至34%,而強度將上升2%至11%。(《大眾科學》是《自然出版集團》的一部分。)

今天,在財產破壞和生命損失方面,水比風更令人擔憂。請關注未來預報中對風暴潮的更多強調,因為它是疏散變得必要的主要原因。許多規劃者建議遵循裡德的建議:“在美國,‘逃離水,躲避風’是一個非常好的、簡單的建議。”

至於增加新的六級,裡德堅持認為沒有必要。“我完全反對這樣做,即使它們真的變得更強了,”他說。“在我的領導下,我會全力反對。我們將保留我們現在擁有的,但我將更多地關注影響。”

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