今年開局緩慢之後,龍捲風季節於週三晚間首次致命亮相。估計有十幾個龍捲風襲擊了德克薩斯州北部。破壞包括至少 6 人喪生,以及整棟房屋突然從地基上被掀起,加入到空中的碎片中。
龍捲風襲擊了達拉斯西南部的三個德克薩斯州縣。目擊者稱,最大的漏斗雲接近一英里寬,科學家估計其風速達到每小時 210 英里或更高,據國家氣象局駐沃斯堡的氣象學家庫爾特·範·斯佩布魯克稱。
最大的龍捲風襲擊了格蘭伯裡鎮,這是一個擁有 8000 人口的城鎮,摧毀了近 40 座建築物和移動房屋。那裡有 6 人喪生,至少 100 人遭受輕微到重傷。
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這次龍捲風被歸類為 EF4 級,使用的是增強藤田級數,該級數透過測量龍捲風對穀倉、小型購物中心和汽車展廳等結構的破壞力來描述龍捲風的強度。最強的龍捲風是 EF5 級,自 2000 年以來,美國僅記錄到 8 次。
透過測量破壞程度,氣象學家估計了龍捲風三秒陣風的風速。格蘭伯裡漏斗雲的潛在風速為每小時 210 至 261 英里,這一速度超過了最強颶風的速度,颶風是以持續風速來衡量的。
根據國家海洋和大氣管理局風暴預測中心的氣象學家格雷格·卡賓的說法,全國約有 1% 的龍捲風被評為 EF4 級。在過去 13 年中,總共有 16638 次龍捲風,其中有 79 次是 EF4 級。
“它們相當罕見,”範·斯佩布魯克說。
預警時間能否延長?
與可以從很遠的地方追蹤到的颶風不同,龍捲風預測的藝術仍處於起步階段。這是一項令人惱火的棘手任務,人們通常只有 10 分鐘的時間來準備,然後破壞就會來臨。
根據 NOAA 的一份報告,密蘇里州喬普林的居民在最初的警報響起後約有 30 分鐘的時間來尋找避難所,然後龍捲風於 2011 年 5 月 22 日襲擊當地,造成 158 人死亡。這是 58 年來死亡人數最多的龍捲風。
本週,一個位於科羅拉多州的外場專案開始收集資料,這些資料可能有助於氣象學家開發更好的模型,預測風暴和龍捲風可能發生的時間和地點。他們的目標是提前 6 到 24 小時釋出精確的預警。
作為名為中尺度可預測性實驗 (MPEX) 專案的一部分,一個科學家團隊將乘坐一架小型噴氣機飛越美國中部通常被稱為“龍捲風走廊”的地區,投放降落傘式氣象裝置,以更詳細地瞭解是什麼引發了雷暴以及經常由此產生的龍捲風。
當前系統的差距
NOAA 的資料顯示,目前龍捲風預警的平均提前時間僅為 13 分鐘。部分挑戰在於,國家氣象局的 102 個氣象氣球網路分佈太廣,無法收集可能表明導致風暴的條件的小規模資料。
當前的衛星影像技術也無法收集關於不同高度的溫度和壓力的詳細、可量化的資訊,而這些資訊可能有助於計算機模型產生準確的預測。
“我們知道許多特徵對雷暴的觸發有一定影響……但基本上都沒有被業務儀器網路觀測到,”普渡大學地球、大氣和行星科學系氣象學教授傑夫·特拉普說。
“即使是 100 公里規模的強風暴,也將在當前的觀測網路中被錯過,”國家科學基金會的氣象學家鍾魯(音譯)說,他正在監督該專案。
鍾魯補充說:“MPEX 的科學家們正試圖捕捉大規模、高空大氣擾動,如氣壓變化,並將這些資訊用於預報模型,以更好地預測風暴的發生。”
該專案涉及一個龐大的科學家團隊,他們來自國家大氣研究中心、科羅拉多州立大學、紐約州立大學奧爾巴尼分校、普渡大學、威斯康星大學密爾沃基分校以及 NOAA 的國家強風暴實驗室。
在“龍捲風走廊”中“上游”觀察
MPEX 資料收集和建模將在未來一個月內進行,屆時正值龍捲風季節的高峰期。每天清晨,在商業航空交通繁忙之前,科學家們將乘坐由國家科學基金會資助的灣流 V 型噴氣機從科羅拉多州布魯姆菲爾德的機場起飛,在地球上方約 7 英里的高度巡航,飛越龍捲風走廊的南部。
目標是更完整地瞭解通常在當天晚些時候形成的雷暴“上游”的條件。在他們 6 小時、3000 英里的旅程中,研究人員將定期從飛機上投放連線降落傘的小型儀器。這些儀器被稱為微型探空儀,在它們落到地面時,每四分之一秒收集一次溫度、溼度和風力資料。噴氣機本身也配備了資料收集技術。
下午,其他研究人員將在新生的風暴附近釋放氣象氣球,以瞭解周圍大氣層如何受到影響。
特拉普說:“我們知道,一旦雷暴存在,它們就會擾亂周圍環境;這會使大氣層的其餘部分更加混亂。“我們不知道這種擾動的程度或範圍。”
然後,科學家們將嘗試不同的方法,將這些資料整合到計算機模型中,以瞭解哪種預測方法最準確。特拉普說,希望能夠開發出類似於氣象學家目前用於颶風預測的預警系統,或者在風暴來臨前的關鍵時刻,開發出“風暴形成地點及其路徑的機率錐形圖”。
如果成功,MPEX(發音為“em-pex”)可以挽救生命,因為強風暴正日益成為美國人揮之不去的威脅。全球再保險機構慕尼黑再保險公司表示,自 20 世紀 80 年代以來,美國強雷暴造成的損失“顯著增加”。去年,雷暴和龍捲風造成了約 70 億美元的保險損失 (氣候 wire, 1 月 4 日)。
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