奇異天氣:如何區分強風和沙塵暴

您可能在不知情的情況下忍受了霜凍地震、冰霧或薩斯喀徹溫尖叫者。參加我們的奇異天氣術語之旅,找出答案

Haboob dust storm

強風還是沙塵暴?

極端天氣如今在新聞中日益增多。我們已經習慣聽到異常強烈的颶風、龍捲風,甚至極地渦旋,但大氣事件可能會變得更加奇怪——我們給它們的名字也可能如此。來看看這些奇異的天氣現象以及它們有趣的名稱。

大氣河流/菠蘿快車

2019年,一股大氣河流給加利福尼亞州帶來了傾盆大雨和山區降雪,引發了山洪和泥石流。圖片來源:NOAA


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天空中的“河流”狀水蒸氣,可以增長到2000英里長、500英里寬和兩英里深。強風有時會將這些來自大洋中部地區的連串暴雨推向各大洲的西海岸。最強烈的大氣河流襲擊美國和加拿大——它們可以攜帶相當於密西西比河流量25倍的水汽,並可能產生百年一遇的洪水。1861年,一股大氣河流將加利福尼亞州的中央山谷變成了一個長300英里、寬20英里的內陸海。一些預報員將來自夏威夷地區的大氣河流稱為菠蘿快車。

炸彈氣旋/炸彈生成

2018年1月,一場冬季“炸彈氣旋”風暴期間,一名男子走在紐約市的Oculus交通樞紐外。圖片來源:Gary Hershorn/Getty Images

炸彈氣旋是一種旋轉的、迅速增強的風暴,會帶來暴雨或暴雪。它是由炸彈生成產生的——當風暴的氣壓在24小時內驟降至少24毫巴時,導致系統強度“爆炸”。最惡劣的東北風暴(沿著美國東海岸形成的風暴,通常導致美國東北部地區出現強風)通常是由炸彈生成引起的。

下擊暴流

一場壯觀的下擊暴流橫掃蒙大拿州東部。圖片來源:John Sirlin/Alamy Stock Photo

一種廣泛、嚴重且持續時間長的風暴,以直線快速移動,通常由雷暴驅動。“下擊暴流”一詞——西班牙語意為“直線”——指陣風至少為58英里/小時,並且“直線風”破壞範圍超過240英里的風暴[參見底部“直線風/下衝氣流/微下擊暴流”]。2020年8月,一場橫掃艾奧瓦州的下擊暴流據報道損壞了數千所房屋和數百萬英畝的玉米和大豆,佔該州耕地面積的很大一部分。

火龍捲/火旋風

2020年8月,在科羅拉多州大章克申附近的松樹峽谷大火中,一股火龍捲從熊熊烈火中升起。圖片來源:USFS Photo/Alamy Stock Photo

由強烈野火迅速上升的熱空氣、氣體和火星組成的旋轉漩渦,可以將煙霧、碎片和火焰帶到大氣中數百英尺的高度。這些旋風的直徑從幾英尺到500英尺不等,最大的旋風可以攜帶火星長距離。

速發性乾旱

速發性乾旱使土耳其馬格洛瓦渡槽附近的土地乾裂。圖片來源:HSNPhotography/Getty Images

乾旱的迅速發生,由低降水量、異常高溫、強風和烈日引發。速發性乾旱加速了蒸散作用——土壤和植物散失過多的水分——這會毀壞農作物。

液態水滴凍結在雪晶的表面。當這個過程持續下去,以至於原始晶體的形狀不再可辨認時,由此產生的晶體被稱為霰。圖片來源:Science Source

有柔軟的雪花和堅硬的冰雹。介於兩者之間的是霰——一種軟冰雹。在不常見的大氣條件下,非常冷的水滴在高空凍結在雪花上,並隨雪花一起落下,落地時發出溼乎乎的噗噗聲。

沙塵暴

沙塵暴逼近蘇丹首都和最大城市喀土穆的郊區。圖片來源:Jordistock/Getty Images

在阿拉伯語中,這個詞的意思是“猛烈吹襲”,它描述的是一場濃厚、猛烈的沙塵暴或沙暴。隨著更強烈的沙塵暴橫掃中東、北非和印度,並引起媒體報道,這個詞開始流行起來。風可以以高達60英里/小時的速度吹起灰塵,使交通癱瘓並侵入人們的肺部,儘管這些事件通常在不到一個小時內就會過去。

冰霧/冰霧

冬季冰霧覆蓋著河流和樺樹林。圖片來源:Azovsky/Getty Images

霧是由水蒸氣組成的,但有時冰粒子可以形成短暫的薄霧。當氣溫低於冰點且相對溼度大於100%時——一種不常見的組合——這些冰晶可以形成並懸浮形成“冰霧”,或冰霧。冰霧通常發生在深山谷中。這個術語通常歸功於肖肖尼人:據說它源自肖肖尼語payinappih,意思是“雲”。

薩斯喀徹溫尖叫者/艾伯塔快艇

快速移動的艾伯塔快艇給美國中西部上游和東北部地區帶來了降雪。圖片來源:NASA images by Jeff Schmaltz/LANCE/EOSDIS Rapid Response

一種快速移動的低壓天氣系統,當寒冷的北極空氣落入加拿大薩斯喀徹溫省,同時來自西部的潮溼太平洋空氣到達時形成。由此產生的碰撞引發了向東南方向美國五大湖地區呼嘯的狂風,即使降雪總量不大,也會掀起區域性暴風雪和白化天氣。當類似的系統在更西邊的艾伯塔省開始時,它被稱為艾伯塔快艇。

西伯利亞快車

“西伯利亞快車”帶來的極度寒冷氣溫到達紐約市時代廣場,沿途許多地方都創下了低溫紀錄。圖片來源:Wang Lei/Xinhua/Alamy Live News

由西伯利亞上空發展起來的高壓系統產生的極度寒冷空氣,穿過北極並下降到加拿大或美國,導致當地氣溫驟降。有時這些系統會直接向東移動並影響日本。

雪災/雪末日/雪怪

人們在2016年1月的一場暴風雪中走在時代廣場。圖片來源:Noam Galai/WireImage/Getty Images

“雪災”及其色彩鮮豔的同義詞可能更多的是炒作而不是氣象學。大眾媒體已經接受了這些術語,當一場暴風雪襲擊通常很少下雪的地區時,就會使用它們。一個著名的案例是2016年1月襲擊華盛頓特區的暴風雪,導致該市和聯邦政府關閉了好幾天。另一個“雪末日”在2010年2月降臨該市。

風暴地震

2011年,颶風艾琳在巴哈馬群島上空移動。颶風在小巴哈馬淺灘附近引發了風暴地震,小巴哈馬淺灘是群島海底的一部分。圖片來源:NASA image courtesy of Jeff Schmaltz/MODIS Rapid Response Team, NASA GSFC

一些在海洋上肆虐的風暴,尤其是颶風,會產生非常大的海浪,有時會向下撞擊海底。這偶爾會在地球表面引發類似於地震的震動。儘管研究人員在幾年前才發現了這種現象,但透過研究地震記錄和過去的風暴路徑,他們發現從2006年到2019年,美國和加拿大海岸附近發生了數千次風暴地震。有些風暴地震的強度高達里氏3.5級。

直線風/下衝氣流/微下擊暴流

微下擊暴流襲擊泰國曼谷。圖片來源:Natapat Ariyamongkol/Getty Images

強雷暴會產生龍捲風,但也會產生沒有旋轉的強風。後者被稱為“直線風”。在這些情況下,風暴將高空空氣徑直向下吸。當它撞擊地面時,這種“下衝氣流”呈直線扇形散開,風速可能超過100英里/小時,造成危險的狀況和財產損失。“微下擊暴流”是一種高度區域性的下衝氣流。

雷暴雪

一場給夏威夷山峰留下積雪的暴風雪也帶來了陣陣雷電。圖片來源:NASA Earth Observatory images by Jesse Allen, using Landsat data from the U.S. Geological Survey

這個詞本身就很容易理解:它描述的是一場雷電暴,但噴出的是雪而不是雨。但考慮到人們將雷暴與雨水緊密聯絡在一起,站在一場下雪的雷暴中可能會讓人覺得很奇怪。

強風

強風在南極洲維多利亞地海岸的特拉諾瓦灣吹拂。圖片來源:Andrew Peacock/Getty Images

一股突然、猛烈的冷而稠密的空氣,從海岸山頂向下俯衝。這種向下的衝擊波會攪動沿海水域,給船隻造成嚴重破壞。強風最常發生在高緯度地區,例如阿拉斯加附近的阿留申群島和智利南端附近的麥哲倫海峽。戈爾·維達爾的第一部小說是《強風》,這是他在駐紮在阿留申群島的美國陸軍補給船上時寫的。

本文的一個版本,標題為“奇異天氣”,已改編收錄在2023年2月刊的《大眾科學》中。

馬克·費舍蒂《大眾科學》擔任高階編輯已有17年,報道了可持續發展問題,包括氣候、天氣、環境、能源、食物、水、生物多樣性、人口等等。他負責委派和編輯記者和科學家的專題文章、評論和新聞,也以這些形式進行寫作。他編輯雜誌的歷史版塊,回顧科學在各個時期的進步。他是兩本衍生雜誌的創始執行編輯:《大眾科學思想》《大眾科學地球3.0》。他2001年為該雜誌撰寫的自由撰稿文章《淹沒新奧爾良》預測了像卡特里娜颶風這樣的風暴將給這座城市帶來的廣泛災難。他的影片你死後你的身體會發生什麼?在YouTube上的觀看次數超過1200萬次。費舍蒂曾為《紐約時報》、《體育畫報》、《史密森尼》、《技術評論》、《快公司》等眾多媒體撰寫自由撰稿文章。他與全球資訊網的發明者蒂姆·伯納斯-李合著了《編織網路》一書,講述了全球資訊網是如何建立的真實故事。他還與微生物學家埃莉諾·萊維合著了《新型殺手疾病》。費舍蒂曾任《IEEE Spectrum Magazine》《Family Business Magazine》的執行編輯。他擁有物理學學位,並兩次擔任路易斯安那州百年學院的阿塔韋公民文化研究員,該學院授予他榮譽博士學位。2021年,他獲得了美國地球物理聯合會的羅伯特·C·考恩科學新聞持續成就獎,該獎項旨在表彰其在地球和空間科學領域的傑出報道職業生涯。他曾出現在NBC的《與媒體見面》、CNN、歷史頻道、NPR新聞和許多新聞廣播電臺。在X(前身為Twitter)上關注費舍蒂@markfischetti

更多作者:馬克·費舍蒂
大眾科學 Magazine Vol 328 Issue 2本文最初以“奇異天氣”為標題發表在《大眾科學》雜誌第328卷第2期(),第20頁
doi:10.1038/scientificamerican0223-20
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