在《龍捲風》與《龍捲風暴》之間，龍捲風科學在三十年內取得了巨大進步

大約30年前，在經典災難片《龍捲風》中，“多蘿西”被故意送入俄克拉荷馬州F5級龍捲風中。這部電影講述了追逐風暴的科學家試圖使用一種特殊的儀器（一種裝有數百個感測器的氣象裝置，以《綠野仙蹤》中龍捲風騎師女主角的名字命名）來了解這種自然界最可怕現象的內部運作機制。現在，其剛剛上映的獨立續集《龍捲風暴》，講述了另一群追逐風暴的人，他們希望利用今天的技術和知識來實際擾亂和消散這些怪物般的現象。

對比這兩部電影可以看出，自最初的電影以來，龍捲風科學發生了多大的變化，最初的電影中使用的雷達和計算機技術現在已經過時。“自從[《龍捲風》]以來，我們已經取得了長足的進步，”美國國家海洋和大氣管理局國家強風暴實驗室（NSSL）的研究氣象學家伊麗莎白·史密斯說。她稱，大部分進步來自於“漸進式變化的累積總和”，而不是像原片中描繪的那些單一專案。此後，一些進步在幾十年內將虛構變成了現實，使最新電影能夠探索在管理和應對危險天氣事件方面更大的可能性。

在1996年的原作中，海倫·亨特飾演的角色喬·哈丁希望透過從漏斗雲內部獲取資料，以更好地瞭解龍捲風的工作原理，從而將龍捲風的預警時間從3分鐘延長到15分鐘。在過去的幾十年裡，這個科幻夢想已經變成了現實。“現在，當我們釋出預警時，平均提前時間為15分鐘，”NSSL的高階研究科學家哈羅德·布魯克斯說。雖然這在宏偉的計劃中似乎只是一個小小的增加，但它為人們爭取到了更多的時間到達避難所。

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這種進步源於各種新技術，包括更詳細的雷達讀數和更強大的計算機。但史密斯說，最關鍵的發展是計算機模型，它可以更詳細地呈現風暴，並且可以更快、更準確地處理觀測資料，從而更好地預測這些風暴將要做什麼。

早期建模工作側重於從觀測資料構建風暴的數字渲染圖——類似於多蘿西的任務。但今天的龍捲風模擬實際上正在展示不同模擬中龍捲風結構中前所未見的方面。追風者後來在實地驗證了這些現象。“現在發生的情況恰恰相反，而不是試圖外出並採樣某些東西以在模型中表示，”史密斯說。“這是一個巨大的正規化轉變。”

現代預報模型有時甚至可以提前一個多小時預測龍捲風著陸。然而，這種延長的預警時間並不總是有幫助。“人們往往會優先考慮其他活動，而不是在提前一到兩個小時的通知下立即採取安全措施，這不是我們想要的反應，”NSSL的研究科學家肖恩·沃夫說。2011年的一項研究透過公眾調查發現，大約30分鐘是首選的預警時間，它平衡了緊迫性和足夠的提前時間以確保安全。

改進的計算機建模意味著美國國家氣象局的風暴預測中心（負責釋出龍捲風觀察和預警）可以精確定位位置——而不是釋出舊的縣級警報，這些警報經常到達遠離任何龍捲風威脅的人們。透過使用更精確的預警來減少誤報，這些創新有助於保持公眾的警惕性。現在，預報員正在嘗試先進的計算機技術，例如機器學習，希望他們可以更快、更精確地分析大量資料，以進一步提高預警時間和準確性。

觀測性龍捲風研究也已轉向關注更大規模的風暴三維結構。雷射雷達（光探測和測距）等關鍵技術已變得至關重要。這些工具使研究人員能夠繪製出產生龍捲風的較大風暴不斷變化和複雜的結構圖，以試圖瞭解為什麼相似的環境條件可能會在一個風暴中引發龍捲風，但在附近的另一個風暴中卻不會。這種複雜性突出了在風暴內收集單個數據點的侷限性（《龍捲風》戲劇性地描繪了一種方法，但現在不太有用）。“在如此小的空間內發生瞭如此多的事情，我們需要一次性看到所有這些，才能瞭解正在發生的事情，”沃夫說。

新電影中的科學家超越了改進預警的目標，探索了可能擾亂龍捲風的想法。然而，實際上，實現這一壯舉背後的科學仍然遙不可及。布魯克斯說，從理論上講，故意中和龍捲風的概念是可能的，但龍捲風內部蘊含的能量是巨大的；要擾亂真正的龍捲風，需要輸入的能量規模在物理上或實際上都是不可行的。“就能量而言，龍捲風每秒釋放的能量大約相當於一顆原子彈，而雷暴每秒可以釋放數十顆氫彈的能量，”他說。

即使人類能夠以某種方式摧毀來襲的龍捲風，產生風暴的大氣條件仍然會持續存在——可能會立即形成另一個龍捲風。相對而言，“龍捲風只不過是風暴中燒焦的屁，”布魯克斯說。沃夫說，中和一個龍捲風是一個誘人的概念，值得探索，但最終，“人類不應該扮演上帝來干預這類自然現象。我們的重點應該放在增強面對此類事件的人口韌性和加強保護上。”

雖然新電影中的科學在某些方面是牽強的，但現代氣象科學非常真實且令人震驚的技術和科學成就對於喬·哈丁和她的團隊來說，似乎就像科幻小說一樣。這些進步不僅對氣象科學或好萊塢奇觀很重要，而且還挽救了無數生命。“這項工作對日常生活具有影響力，”史密斯說，“這讓你腳踏實地。”