認識風切變:這種現象可以撕裂颶風

一位大氣科學家解釋了什麼是風切變以及它如何影響颶風

Early morning satellite image of the eastern coast of the United States and the Atlantic Ocean. Hurricane Idalia on the left makes landfall on Florida's coast and Hurricane Franklin sits over the Atlantic near Bermuda

颶風伊達利亞(左)在佛羅里達州基頓海灘附近登陸,而颶風富蘭克林(右)在大西洋中翻滾。

AC NewsPhoto/Alamy Stock Photo

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以下文章經The ConversationThe Conversation(一家報道最新研究的線上出版物)許可轉載。

天氣預報員在颶風季節經常談論風切變,但它到底是什麼?

我在佐治亞理工學院教授氣象學,該地區非常關注大西洋颶風季節。這裡快速瞭解一下可以決定風暴是否會成為破壞性颶風的關鍵力量之一。


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什麼是風切變?

風切變被定義為風速、風向或兩者在一定距離上的變化。

您可能聽過飛機駕駛員談論湍流,並警告乘客他們將經歷顛簸。他們通常看到前方風速或風向突然變化的跡象,而風切變有時會引起這種情況。

對於颶風,重點通常是垂直風切變,即風速和風向如何隨高度變化。

垂直風切變幾乎在地球上任何地方都存在,因為風速通常在高海拔地區比在地表更快。它可能比正常情況更強或更弱,這在颶風季節尤其重要。

熱帶風暴通常始於熱帶波,或與熱帶溫暖水域上空雷暴群相關聯的低壓系統。海洋表面上方的暖空氣迅速上升,為風暴吸取燃料。風開始旋轉,並可能增強為熱帶風暴,然後是颶風。

颶風在垂直結構儘可能對稱的環境中茁壯成長。颶風越對稱,風暴旋轉的速度就越快,就像滑冰運動員收回手臂旋轉一樣。

然而,過多的垂直風切變會使風暴頂部偏移。這削弱了風的環流,以及為風暴提供燃料所需的熱量和水分的輸送。結果可能會撕裂颶風。

厄爾尼諾和拉尼娜的影響

風切變在厄爾尼諾年成為熱門話題,因為在颶風季節期間,大西洋上空的風切變往往更強。

當東太平洋盆地的海面水溫明顯高於平均水平,而西太平洋盆地的水溫低於平均水平時,就會發生厄爾尼諾現象。這大約每兩到七年發生一次,它會影響世界各地的天氣。

在厄爾尼諾現象期間,大西洋上空的高空風往往比平時更強,因此導致更強的風切變。對流層上層更快的氣流導致風速隨高度增加而加快,使得高層大氣不利於熱帶風暴的發展。相比之下,東北太平洋在厄爾尼諾現象期間往往風切變較小。

當然,沒有兩次厄爾尼諾現象是相同的。在2023年,創紀錄的溫暖海面溫度有可能增強颶風,以至於厄爾尼諾現象增加的風切變也無法將其摧毀。例如,颶風伊達利亞在8月份與風切變作鬥爭,並以強大的3級風暴襲擊佛羅里達州。

厄爾尼諾現象的相反現象是拉尼娜現象——這兩種氣候模式大約每兩到七年輪換一次。拉尼娜現象導致颶風季更加活躍,正如大西洋在破紀錄的2020年颶風季中所見。預計拉尼娜現象將在2024年秋季發展,大西洋颶風預測也反映了這一點,預計又將迎來一個繁忙的季節

2023年大西洋颶風季很好地提醒我們,總是有多種因素在影響颶風的破壞性程度。然而,垂直風切變將始終存在,氣象學家將密切關注它。

本文最初發表於The Conversation。閱讀原文

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