氣候連線 | 颶風“貝里爾”週一早上襲擊了德克薩斯州海岸線，這是這場風暴在加勒比海和墨西哥灣創紀錄的肆虐中最新的受害者。它成為本季最早形成的4級颶風——6月30日達到該級別——不久之後升級為前所未有的5級颶風。
即使“貝里爾”的演變創造了歷史，氣象學家也對它增強威力後的走向有了很好的瞭解。預報預測這場風暴將迅速增強，儘管預警時間很短，他們也知道它將在上週以大型颶風的形式在格瑞那達或附近登陸。
這證明了科學家在過去幾十年中在預報方面取得的進步。得益於遙感技術、資料收集和計算機建模的改進，氣象學家現在可以高精度地預測颶風路徑。他們也越來越擅長預測強度。
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美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 國家氣象局局長肯·格雷厄姆在 5 月份的颶風季展望簡報會上說：“自從 2000 年以來，我們取得的進步令人矚目。”“我們將路徑誤差減少了 64%，並將強度誤差減半。”
預報的改進幫助官員們提高了他們的公共溝通水平，並調整了他們的疏散計劃。但尚不清楚它們是否減少了與颶風相關的死亡和損失。“貝里爾”颶風上週在格瑞那達和附近的聖文森及格瑞那丁造成了災難性破壞。這場風暴隨後給墨西哥尤卡坦半島帶來了強風、暴雨和停電。週一早上，它以每小時 80 英里的風速在德克薩斯州馬塔戈達登陸，成為一級風暴，並威脅要帶來高達 15 英寸的降雨。
颶風造成的損失仍在增加——這表明在保護人類社群免受與氣候相關的災害方面，科學有其侷限性。全球變暖正在助長更強大、更具破壞性的颶風，而高風險沿海地區的人口仍在持續增長。
這意味著仍然需要長期的適應計劃來減少熱帶氣旋惡化造成的經濟損失。
“預測對損失沒有太大幫助，”颶風專家、麻省理工學院名譽教授克里·伊曼紐爾說。“你能做的保護措施是有限的。”
成功與新的前沿
一個多世紀以來，人類一直在試圖預測世界上最大風暴的移動軌跡。第一次科學颶風預報被廣泛認為是 1875 年由耶穌會牧師、哈瓦那貝倫皇家學院氣象天文臺主任貝尼託·維涅斯神父釋出的通知。
據美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA)稱，維涅斯五年前被分配到該機構，並迅速改進了其觀測能力。他在古巴各地建立了一個志願者觀察員網路，並透過海底電報電纜與其他加勒比島嶼建立了通訊。他還花時間研究以前的風暴路徑，以瞭解颶風如何在海洋上移動。
1875 年 9 月，維涅斯收到通知，颶風襲擊了加勒比東部的島嶼。他斷定這場風暴很可能會襲擊古巴的東北角，並迅速向當地報紙和哈瓦那港務長髮出通知。
最終維涅斯的預報是錯誤的——颶風從古巴東端的南部而不是北部經過。但他的警告幫助開創了基於科學的颶風預測時代。
在 20 世紀上半葉，海底電纜和來自船隻的通訊提供了科學家用來追蹤熱帶氣旋和預測其移動軌跡的大部分資訊。然後，在 1943 年，美國空軍上校約瑟夫·達克沃思無意中開啟了颶風預報的新時代。
在一次打賭中，達克沃思駕駛一架小型教練機飛入德克薩斯州海岸附近即將到來的颶風，中尉拉爾夫·奧海爾陪同。他們成功但未經授權的飛行證明了使用飛機進行颶風偵察的可能性。
此後，飛機成為一種關鍵的預報工具，使研究人員能夠在海洋中偵察風暴，並在氣旋形成和增強時收集重要的氣象資訊。空軍第 53 氣象偵察中隊於 1944 年首次啟動，目的是進行空中氣象測量。今天，它是國防部唯一一個仍然駕駛飛機進入熱帶氣旋的組織。
與此同時，計算機技術也在進步。憑藉更好的天氣資料和改進的計算能力，科學家們能夠在 20 世紀 50 年代開始構建第一個颶風預報模型。
但 20 世紀 60 年代衛星時代的到來徹底改變了天氣預報。衛星使得從風暴在海洋中形成的那一刻起就對其進行跟蹤成為可能，同時還可以收集關於風、溫度、氣壓和其他影響颶風移動和強度的氣象因素的重要資料。
國家颶風中心高階颶風專家理查德·帕施表示，過去 30 年颶風預報又發生了另一次轉變。
這要歸功於技術進步的結合。計算機速度更快。模型更復雜。飛機和衛星上的資料收集儀器更加靈敏。
這些進步使颶風行為的預測得到了重大改進。科學家表示，路徑預報的改進最大，但他們在預測颶風強度方面也取得了進展。
他們還能夠提前更長時間做出準確的預報。幾十年來，國家颶風中心的熱帶天氣展望只提前大約兩天釋出。但在 21 世紀初，科學家開始意識到他們可以提前更長時間做出準確的預測。
2013 年，國家颶風中心正式將其熱帶天氣展望的範圍擴大到五天。2023 年，它宣佈將再次擴大到七天。
儘管取得了所有這些進步，專家們表示，仍有改進的空間。
帕施說：“在某些方面，我們取得了一些非常重大的進展，儘管對於我們所處的地位，仍然存在一些令人清醒的現實。”
雖然強度預報有了很大改進，但它們還沒有達到路徑預報的水平。快速增強事件——風暴在短時間內風速大幅增加——是一個特殊的挑戰。
這些預報是當今科學家們的首要任務。當風暴意外地膨脹成大型颶風時，官員釋出警告和呼籲疏散的時間就會減少。這意味著快速增強事件可能會對沿海社群構成嚴重威脅。
氣候變化正在使情況變得更糟。研究表明，颶風增強的速度比以前更快，並且隨著世界變暖，快速增強事件可能會持續增加。
隨著時間的推移，對這些事件的預測正在改進，但通常仍然是碰運氣。帕施說，科學家們在預測去年 8 月颶風“伊達利亞”的快速增強方面做得很好——但他們基本上未能預見到幾個月後颶風“奧的斯”的相同現象，後者在墨西哥南部登陸時成為 5 級風暴。
困難源於颶風中心內部複雜的小規模過程，這些過程影響著颶風增強的能力。計算機仍然難以準確捕捉這些過程。
帕施說：“我們正在努力開發能夠模擬這些變化的模型。”“但它們仍然因未能完全理解正在發生的物理機制而受到影響。”
“一場持久戰”
很明顯，颶風預報已經得到了顯著改善，即使前方仍然有前沿領域。但要衡量這些進展對人類社群產生了什麼影響更加困難。
災害準備公司 Hagerty Consulting 的響應主管、佛羅里達州墨西哥灣沿岸李縣公共安全和應急管理前主管李·梅菲爾德說，更好的預報幫助應急管理人員改進了他們的公共資訊傳遞。
他說：“過去十年左右的這些預報改進是一個成功的故事。”“在 30、40、50 年前，我們不得不疏散半個州或整個海岸線，而現在我們可以更具體地專注於我們的資訊傳遞。”
對與颶風相關的死亡人數的影響尚不清楚。國家氣象局的官方統計資料表明，死亡人數每年差異很大，具體取決於登陸的颶風。自 20 世紀 70 年代以來，10 年平均計數普遍略有增加，2000 年代颶風“卡特里娜”帶來了一次重大飆升，它很容易成為上個世紀死亡人數最多的颶風。
但專家表示，官方颶風死亡人數統計往往被嚴重低估。
他們統計了直接由風或雨造成的死亡人數，但可能未能包括風暴間接造成的死亡人數——這些可能包括因颶風的壓力而加劇原有健康狀況的人、因停電導致空調停止運轉後死於熱暴露的人，或其他不太明顯的結果。
一項2023 年的研究使用了一種特殊的統計技術來調查 1988 年至 2019 年間美國颶風過後發生的超額死亡人數。研究發現，死亡人數通常高於官方統計資料所顯示的。
該研究還發現，大多數死亡發生在研究後半段，即 2004 年至 2019 年之間。社會弱勢群體，包括有色人種和低收入社群，死亡人數更高。
哥倫比亞大學科學家、主要研究作者羅比·M·帕克斯在一份宣告中說，這可能是因為“缺乏獲得足夠的短期交通工具的機會，以及在獲得財政資源、教育、就業機會和關於熱帶氣旋臨近的及時警告方面的不公平，所有這些都是長期制度性忽視的結果。”
與此同時，過去 50 年沿海地區的人口激增。
美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 海岸管理辦公室的資料顯示，自 1970 年以來，沿海縣的人口增加了超過 4000 萬人，使更多人處於威力不斷增強的颶風的潛在路徑中。根據美國人口普查社群抗災能力資料，這些人口中有超過 20% 表現出至少三種社會脆弱性因素。
與此同時，與颶風相關的損失正在增加。
根據美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 的資料，每年造成至少 10 億美元損失的極端天氣事件的數量正在增加。熱帶氣旋是數十億美元災害中最昂貴的災害，自 1980 年以來累計損失超過 1.3 萬億美元，平均每次事件損失約 220 億美元。
專家表示，更好的預報對保護財產和減少經濟損失作用不大。隨著全球變暖，颶風正在變得更強，沒有什麼可以阻止它們在人口稠密的海岸線登陸。也沒有相對較少的準備工作可以在短時間內保護建築物和基礎設施免受風雨侵襲。
梅菲爾德說，這意味著長期的適應對於減少颶風造成的損失至關重要。
他說：“戰鬥在風暴到來前的幾個月甚至幾年就已經打響了。”“對關鍵基礎設施的投資，對房屋加固的投資。甚至包括保險，以及檢視您購買房屋的位置，以確保您購買的區域不會重複發生財產損失。這是一場持久戰。”
麻省理工學院颶風專家伊曼紐爾說，在高風險地區更智慧地建造房屋——並可能減少建造——是長期降低風險戰略的關鍵。
他說：“我無法預測未來，但我樂觀地認為情況會好轉。”“您會看到人們正在遠離高風險地區，這種情況已經開始發生。那些選擇留下的人[將]支付大量保險費或對房屋進行改造以使其建造得更堅固。”
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