襲擊了俄克拉荷馬州摩爾市的龍捲風已被正式列為最高級別——增強型藤田級數中的 5 級,這意味著風速超過每小時 320 公里。《大眾科學》採訪了氣象學家哈羅德·布魯克斯,他是美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 國家強風暴實驗室(位於俄克拉荷馬州諾曼市)的高階科學家。
[以下是經過編輯的訪談記錄。]
像這樣的強龍捲風的關鍵要素是什麼?什麼條件使其成為可能?之前的幾天天氣預報中是否有關於這種龍捲風的預警訊號?
低層溫暖潮溼的空氣,高空乾燥相對寒冷的空氣,強風切變[環境中水平風隨高度的變化]。風暴預測早在 5 月 15 日星期三就開始預測強雷暴爆發的可能性,並在星期五提到了強龍捲風的可能性。星期一早上,檢視能夠分辨單個雷暴的高解析度數值天氣預報模型的輸出,當地預報辦公室在上午 11 點的線上簡報中提到,如果當天下午在[俄克拉荷馬城]都會區形成雷暴,則很可能發展成強雷暴並迅速產生強龍捲風。
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可以做些什麼來保護自己免受這種級別的龍捲風襲擊?
儘可能降低身體高度,並在您和龍捲風之間儘可能多地設定牆壁。進入結構良好的建築物。人們一直都能在這種級別的龍捲風中倖存下來。這可能不好受,他們可能會受傷,但做正確的事情會大大增加您的生存機會。
是否可以做些什麼來更好地設計結構以承受這種龍捲風?是否有某些型別的建築物更能抵抗這種風力?
法式屋頂比人字形屋頂更好。使用颶風夾將屋頂連線到牆壁,並使用帶螺母的綁帶和螺栓將牆壁連線到基梁板。
多次龍捲風沿著非常相似的路徑移動,正如 1999 年、2003 年和 2013 年在摩爾市發生的情況一樣,這怎麼可能?
方向很大程度上是大氣中風廓線的函式,因此大多數龍捲風從西南向東北移動。除此之外,位置很可能只是運氣問題。如果您向牆壁投擲大量飛鏢,您可以在之後走上前去,在叢集周圍畫一個靶心。這個過程本質上是隨機的,但即使是隨機過程也會產生叢集。
居民收到了多少預警,預警是如何發出的?
國家氣象局的預警比任何龍捲風提前五分鐘發出,比重大破壞提前 16 分鐘,比到達摩爾市提前約 35 分鐘。預警透過 NOAA 天氣廣播發出,並透過電視上的跑馬燈和普通廣播中的插播發出。此外,我假設戶外警報器也已鳴響。
可以做些什麼來改進龍捲風預測和預警?
提高我們對龍捲風中所有物理過程的理解,以及數值天氣預報模型中未解決過程的建模。從使用者的角度來看,我們需要更好地學習如何有效地傳達資訊。
人們對龍捲風最危險的誤解是什麼,或者人們在面對潛在的龍捲風時常犯的錯誤是什麼?
除非您在地下,否則您無法在強龍捲風中倖存下來。此外,有些人可能仍然會開啟窗戶,這是一個壞主意。
與全球相比,為什麼美國會發生如此多的龍捲風?
由於墨西哥灣和落基山脈的存在,這些要素在這裡更頻繁地匯聚在一起。從落基山脈和阿巴拉契亞山脈之間的低層吹來的南風帶來了來自墨西哥灣的溫暖潮溼空氣。從高空吹來的西風越過落基山脈或高沙漠。使氣團乾燥且相對寒冷的最佳方法是將其帶到寬闊的高山脈上。因此,當低層氣流從南向吹來,高層氣流從西向吹來時,就會形成正確的熱力學剖面,唯一缺少的要素是引發風暴的東西,例如鋒面或幹線。地球上唯一一個在區域南面有水分來源,並且有從北向南延伸很長的寬闊高山脈的地方是美國中部。
氣候變化在加劇龍捲風形成條件方面起什麼作用(如果有的話)?全球變暖是否正在改變龍捲風機率地圖?
據我們所知,沒有。考慮到我們收集報告方式的變化,報告資料庫並未顯示趨勢。隨著地球變暖,我們預計溫暖潮溼的空氣會增加,而切變會減少。這取決於溫度梯度,預計隨著兩極比低緯度地區變暖更多,溫度梯度會減弱。
因此,一個組成部分(熱力學)將變得更有利,而另一個組成部分(開始風暴旋轉的風切變)將變得不太有利。目前尚不完全清楚對龍捲風的總體影響的標誌是什麼,但很可能相對較小。