本文發表在《大眾科學》的前部落格網路中，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
隨著 11 月 24 日熱帶風暴“塞巴斯蒂安”的消亡，我們可能已經看到了 2019 年大西洋颶風季的結束，最終統計結果為 18 次命名風暴，6 次颶風，3 次強颶風，以及 129.8 的 ACE 指數。根據科羅拉多州立大學的資料，1981 年至 2010 年的這些數量的平均值為 12.1 次命名風暴、6.4 次颶風、2.7 次強颶風和 106 的 ACE 指數，因此 2019 年在所有指標上都接近或高於平均水平。
本季有兩個不祥的預兆，預示著氣候變暖：一個超強颶風（如果存在第 6 級評級，則有資格獲得該評級）和多個在登陸時移動非常緩慢的破壞性風暴。超強颶風是颶風“多里安”，其 185 英里/小時的風速在 9 月初襲擊了巴哈馬，當時強大的 5 級風暴在該群島上空停滯不前。“多里安”和“洛倫佐”（位於大西洋東部）都是 5 級風暴，使得 2019 年成為大西洋盆地連續第四年出現 5 級風暴的一年，這是一個新的紀錄。
2019 年具有破壞性的慢速移動風暴有：颶風“巴里”（路易斯安那州，損失 6 億美元）、颶風“多里安”（巴哈馬、美國東南部和加拿大，至少損失 46 億美元）、熱帶風暴“伊梅爾達”（德克薩斯州和路易斯安那州，損失 20 億美元）和熱帶風暴“費爾南德”（墨西哥東北部，損失 2.5 億美元）。在登陸時，所有四次風暴在兩天或更長時間內都以 8 英里/小時或更慢的速度移動；熱帶氣旋的平均前進速度約為 11 英里/小時。
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圖 1. 2019 年大西洋颶風季的初步跟蹤地圖。最後一場風暴，熱帶風暴“塞巴斯蒂安”的軌跡尚未公佈。來源：國家颶風中心
2019 年，短命風暴創下紀錄
大西洋的 18 次命名風暴使 2019 年的颶風季處於非常罕見的境地，因為自 1851 年以來只有 8 個颶風季出現過 18 次或更多次命名風暴——最近一次是在 2012 年、2011 年和 2010 年。然而，根據科羅拉多州立大學颶風科學家 菲爾·克洛茨巴赫博士的說法，2019 年大西洋 18 次命名風暴中有 7 次持續了 24 小時或更短的熱帶風暴強度，這是有記錄以來持續時間最短的命名風暴數量最多的一次，打破了 2005 年創下的 6 次的舊紀錄。2019 年七次短命風暴中有四次在墨西哥灣形成，由於形成後迅速登陸（墨西哥的“費爾南德”和德克薩斯州的“伊梅爾達”）或由於與冷鋒相互作用使其變為溫帶風暴（10 月的“內斯特”和“奧爾加”）而限制了它們的生命週期。
5 級颶風“多里安”摧毀了巴哈馬，然後襲擊了美國和加拿大
在 8 月 28 日以 1 級颶風襲擊美屬維爾京群島的聖托馬斯之後，颶風“多里安”迅速增強為 5 級颶風，並於 2019 年 9 月 1 日在巴哈馬的大阿巴科島登陸。登陸時，“多里安”的持續風速為 185 英里/小時，陣風高達 220 英里/小時，中心壓力為 911 毫巴，與佛羅里達群島 1935 年的“勞動節”颶風並列為有記錄以來登陸大西洋的最強颶風（按風速計算）。185 英里/小時的風速將使“多里安”有資格獲得 6 級評級（如果存在）。“多里安”也是有記錄以來在加勒比海和墨西哥灣以外的開闊大西洋上記錄到的最強颶風（之前的記錄：2017 年的颶風“艾爾瑪”，風速為 180 英里/小時）。只有一次大西洋颶風的風力比“多里安”更強：1980 年的颶風“艾倫”，在墨西哥灣東南部風速達到 190 英里/小時的峰值。
登陸時，“多里安”的移動速度僅為 5 英里/小時，並在巴哈馬以 5 級強度或更低的速度移動了 27 小時。“多里安”在 24 小時內僅移動了 25 英里，這是自 1950 年以來大西洋主要颶風在 24 小時內跟蹤到的第二短直線距離。只有 1965 年的颶風“貝齊”在 24 小時內移動了 12 英里，速度更慢。“多里安”的眼牆部分以 5 級風力襲擊了大阿巴科島和大巴哈馬島，共計 22 小時，然後這場大颶風最終減弱為 4 級強度。
在追溯到一個多世紀的記錄中，沒有出現過大西洋 5 級颶風像“多里安”襲擊巴哈馬那樣長時間地影響陸地地區的情況。根據巴哈馬氣象局的資料，“多里安”帶來了 20 至 25 英尺（6.1 至 7.6 米）的風暴潮，估計在巴哈馬降下了 3 英尺（0.91 米）的雨水。
圖 3. 2019 年 9 月 2 日，颶風“多里安”摧毀後的巴哈馬阿巴科島上的馬什港機場。來源：美國海岸警衛隊第 7 區 PADET 傑克遜維爾
11 月 15 日美洲開發銀行的一份報告將“多里安”在巴哈馬造成的損失定為 34 億美元，佔其 120 億美元 GDP 的 25% 以上。70% 的損失發生在阿巴科島，15% 發生在在大巴哈馬島，9% 發生在其他島嶼。截至本文撰寫之時，死亡人數為 69 人，截至 10 月下旬，仍有 282 人失蹤。近 29,500 人失去了家園或工作，或因“多里安”而暫時流離失所。
“多里安”的停滯使颶風的風力足以湧起足夠多的冷水，從而顯著削弱了風暴，當“多里安”最終開始向北朝北卡羅來納州移動時，它已成為強度弱得多的 2 級風暴。“多里安”於 9 月 6 日在北卡羅來納州哈特拉斯角登陸，為 1 級颶風，風速為 90 英里/小時，最低中心壓力為 956 毫巴。
“多里安”的風暴潮給北卡羅來納州東部帶來了嚴重的洪水破壞，尤其是在外灘。“奧克拉科克島（人口 1000 人）受到的打擊尤其嚴重，並將繼續對遊客關閉，直至 12 月 2 日。佛羅里達州、佐治亞州、南卡羅來納州、北卡羅來納州和弗吉尼亞州的部分地區都因“多里安”而遭受損失；根據 NOAA 的資料，這場颶風在美國造成 10 人死亡，損失 12 億美元。“多里安”還引發了一場政治風暴——“夏普門”事件——在特朗普總統 9 月 1 日錯誤地發推文稱阿拉巴馬州“很可能會受到（比預期）更嚴重的打擊”之後。
圖 4. 2019 年 9 月 8 日，颶風“多里安”的風暴潮衝破了保護沙丘並衝過高速公路後，在北卡羅來納州奧克拉科克島上看到的 12 號高速公路。來源：NC DOT
“多里安”還嚴重襲擊了加拿大，於 9 月 7 日以 2 級溫帶氣旋在新斯科舍省東部登陸，風速為 100 英里/小時，壓力為 958 毫巴。登陸時，“多里安”的風場巨大，颶風風力從中心延伸 115 英里，熱帶風暴風力延伸 310 英里。
前“多里安”是有記錄以來襲擊加拿大的第三強颶風或前颶風，其強大的風力和風暴潮在新斯科舍省造成了廣泛的破壞。根據加拿大環境部的資料，“多里安”導致加拿大海洋省份 50 多萬戶客戶斷電；其中 40 萬例發生在在新斯科舍省，約佔該省的 80%，這可能是他們的歷史最高紀錄。據報道，由於大型風暴潮，沿海地區遭受了嚴重破壞，風暴潮達到了哈利法克斯港的接近歷史最高水平。加拿大的損失估計為 7900 萬美元。
“伊梅爾達”：美國大陸歷史上第五大降雨量熱帶氣旋
熱帶風暴“伊梅爾達”於 9 月 17 日在加爾維斯頓西南偏南地區以最低強度熱帶風暴（風速為 40 英里/小時）登陸後，成為美國大陸歷史上第五大降雨量熱帶氣旋，登陸時間距其被命名不到兩個小時。登陸時，“伊梅爾達”以 5 英里/小時的速度向北移動，並且在接下來的 48 小時內保持了 3 至 7 英里/小時的總體向北移動，逐漸減弱。
這種非常緩慢的速度使得“伊梅爾達”在休斯頓和德克薩斯州博蒙特之間的大片區域在 3 天內降下 30 至 44 英寸的降雨。德克薩斯州範內特附近降雨量峰值達到 44.29 英寸，其中僅 12 小時內就降下了 31 英寸。根據保險經紀公司 Aon 的資料，“伊梅爾達”的降雨造成了災難性的洪水，導致 5 人死亡，至少損失 20 億美元。在洪水高峰期間，許多車輛在博蒙特和溫妮之間的 I-10 公路上被困或被淹沒了 2 天半。
氣候變化和創紀錄的海洋熱量使“伊梅爾達”的強降雨更有可能發生
根據worldweatherattribution.org的科學家進行的一項近即時歸因研究，由於人為造成的氣候變化，像“伊梅爾達”這樣強烈的沿海地區兩天極端降水事件發生的可能性增加了 1.6 到 2.6 倍（或強度增加了 9% 到 17%）。他們的結論是：“氣候變化顯然導致了德克薩斯州東南部極端事件期間的降水增加。” NOAA 表示，“伊梅爾達”帶來了過去 5 年影響德克薩斯州東南部的第五次 500 年一遇的洪水。
德克薩斯州海岸外異常溫暖的海洋溫度導致了“伊梅爾達”的強降雨。德克薩斯州在 2019 年經歷了第二熱的 8 月和有記錄以來最熱的 9 月，這種創紀錄的熱量使墨西哥灣西部的海水在 9 月中旬升溫至創紀錄的 30°C（86°F），比平均水平高出約 1°C（1.8°F），根據 NOAA 的說法。對於海洋每升高攝氏度，大約有 7% 的水蒸氣會蒸發到空氣中，而颶風可以起到濃縮這些水分的作用，從而產生比海洋每升高攝氏度降雨量簡單線性增加 7% 還要多的降雨。人為造成的全球變暖使得像墨西哥灣西部在 9 月經歷的那種創紀錄的高溫更有可能發生。
颶風“巴里”造成 6 億美元的損失並創下阿肯色州歷史降雨紀錄
颶風巴里 (Barry) 的形成過程很不尋常，它最初是由7月1日在堪薩斯州上空形成的強對流雷暴雲團演變而來，該雲團隨後於7月10日移至佛羅里達州墨西哥灣沿岸。7月11日，巴里成為熱帶風暴，並以每小時3至9英里的速度緩慢向西移動，強度逐漸增強。7月13日，它以1級颶風的強度在路易斯安那州西部海岸登陸，風速達到每小時75英里。
巴里的強降雨和風暴潮是造成 6 億美元損失的主要原因；幸運的是，沒有人員死亡或受傷的報告。路易斯安那州西南部普降 10 至 15 英寸的降雨，其中在路易斯安那州拉格利附近報告的最大風暴總降雨量為 23.58 英寸。在巴吞魯日和新奧爾良地區，4 至 8 英寸的降雨量很常見，密西西比州和阿拉巴馬州南部地區也出現了類似的降雨量。巴里的強降雨導致路易斯安那州摩根市附近的阿查法拉亞河沿岸發生額外洪水，而該地區在巴里到來之前就已經遭受了有記錄以來最高的河流洪水之一。
儘管巴里在進入阿肯色州時減弱為熱帶低壓，但該風暴仍創下了該州有史以來熱帶氣旋的最大降雨量記錄：在阿肯色州迪克斯達到 16.59 英寸。其中大部分降雨量（16.17 英寸）僅在 24 小時內發生，打破了該州有史以來單日最大降水量記錄。
巴里在阿肯色州的降雨記錄是美國在三年內創下的第五個州有史以來熱帶氣旋降水記錄。這非常了不起，因為打破州有史以來記錄是很困難的。就在去年，移動緩慢的颶風佛羅倫薩打破了北卡羅來納州（35.93 英寸）和南卡羅來納州（23.63 英寸）的州降水記錄，而5級颶風萊恩則在夏威夷大島的山景市創下了 52.02 英寸的州歷史最高記錄。早在 2017 年 8 月，颶風哈維在德克薩斯州上空停滯，為德克薩斯州內德蘭帶來了 60.58 英寸的降雨，不僅打破了德克薩斯州有史以來的記錄，也打破了整個美國的記錄。自 2000 年以來，共有 12 個州打破了有史以來熱帶氣旋降水記錄。
圖 5. 熱帶氣旋創下的各州歷史降水記錄。過去三年中，已創下五項記錄，包括夏威夷（未顯示）。巴里在 2019 年創下了阿肯色州的最高紀錄。圖片來源：NOAA
像巴里、多里安和伊梅爾達這樣移動緩慢的風暴正變得越來越普遍
當巴里在墨西哥灣沿岸三天緩慢移動並增強為颶風時，它的移動速度非常緩慢，僅為每小時 3 至 9 英里。同樣，熱帶風暴伊梅爾達在向德克薩斯州東部緩慢北上的過程中，移動速度僅為每小時 3 至 7 英里，颶風多里安在巴哈馬群島上空停滯了數天，熱帶風暴費爾南多在登陸前後兩天的時間裡，移動速度為每小時 7 至 8 英里。這些風暴移動緩慢是造成破壞的關鍵因素；平均而言，熱帶氣旋的移動速度約為每小時 11 英里，而移動速度低於該速度的風暴更有可能帶來強降雨。
正如我在9月份天氣地下6級部落格上的一篇文章《像伊梅爾達和多里安這樣移動緩慢的大西洋風暴正變得越來越普遍》中所詳述的那樣，巴里、多里安、伊梅爾達、哈維、佛羅倫薩和萊恩都是移動緩慢的颶風的例子，這些颶風在海岸附近停滯不前，導致它們傾瀉破紀錄的降雨量。根據 NOAA 颶風科學家 Jim Kossin 博士在 2018 年和 2019 年發表的研究，近幾十年來，此類風暴越來越普遍。他的研究發現，從 1900 年到 2017 年，美國大陸陸地上空的熱帶氣旋前進速度減慢了 17%。科辛博士在一封電子郵件中說：“絕大多數模型都一致預測，由於人為造成的全球變暖，熱帶環流正在減緩。因此，我認為，鑑於熱帶氣旋在這些風中有點被動地移動，一個合理的假設是，它們正在隨著氣候變暖而減速。這為我們觀察到的減速現象提供了一個令人信服的人為因素證據。”
颶風巴里暴露了新奧爾良的阿喀琉斯之踵
新奧爾良因巴里的風暴潮而僥倖躲過一劫。通常情況下，1 級颶風的風暴潮不會對新奧爾良的堤防系統構成威脅，該系統在 2005 年的颶風卡特里娜之後進行了 145 億美元的升級。升級後的堤防系統旨在抵禦 3 級颶風，併成功地擋住了 2008 年 2 級颶風古斯塔夫和 2012 年 1 級颶風艾薩克帶來的約 10 英尺的風暴潮。
但正如我在 7 月的文章《新奧爾良的阿喀琉斯之踵：密西西比河洪水期間的颶風風暴潮？》中所詳述的那樣，新奧爾良有一個阿喀琉斯之踵，這使其容易受到 1 級颶風的風暴潮的襲擊——沿著密西西比河的堤防。儘管這些堤防位於墨西哥灣上游 100 多英里處，但過去 50 年的五次颶風——貝齊（1965 年）、卡特里娜（2005 年）、喬治斯（1998 年）、艾薩克（2012 年）和古斯塔夫（2008 年）——已將 7 英尺或更高的風暴潮向上遊推到新奧爾良。如果當密西西比河處於洪水期時，如此高的風暴潮向上遊移動，堤防可能會被淹沒。
美國經歷了有記錄以來最潮溼的 12 個月時期，該時期於 6 月結束，這使得密西西比河下游處於洪水期的時間為有記錄以來最長。在颶風巴里形成時，河流水位僅比新奧爾良堤防的頂部低四英尺，這使得該市面臨著來自 1 級颶風的風暴潮向上遊移動的風險。
事實上，NOAA 的官方預報在 7 月 10 日（巴里登陸前三天）預測了這種情況（圖 6）。預計 4 英尺的風暴潮會向上遊移動到新奧爾良的密西西比河，這足以淹沒保護該市的堤防的最低部分。幸運的是，巴里增強的速度比預測的要慢，風暴的風力不足以給新奧爾良帶來顯著的風暴潮。在密西西比河口，巴里帶來了 2.5 英尺的風暴潮，在新奧爾良的密西西比河沿岸觀測到了約 1 英尺的風暴潮。巴里給路易斯安那州中部海岸帶來了 4 至 6 英尺的破壞性風暴潮，給路易斯安那州東南部海岸帶來了 2 至 4 英尺的風暴潮，給密西西比州和阿拉巴馬州海岸帶來了 2 至 3 英尺的風暴潮。
圖 6. 2019 年 7 月 10 日，新奧爾良密西西比河上的卡羅爾頓水位計觀測到和預測的水位。河流水位高於海平面 16 英尺，該市的堤防保護該市至 20 英尺的高度。預計來自颶風巴里的風暴潮將在 7 月 13 日達到該水平。幸運的是，巴里增強的速度比預期的要慢，結果出現了僅 1 英尺的風暴潮，比堤防的頂部低了 3 英尺。圖片來源：NOAA
颶風洛倫佐成為有記錄以來最東端的大西洋 5 級颶風和亞速爾群島最具破壞性的風暴
9 月 29 日，颶風洛倫佐在西經 45 度處增強為 5 級颶風，風速達到每小時 160 英里，成為有記錄以來最東端的大西洋 5 級風暴。洛倫佐在西經 45 度以東持續了 3 天半的時間，是迄今為止有記錄以來大型颶風存在於如此東部最長的時間（之前的記錄：1957 年颶風卡莉的 1.75 天）。
法國海洋拖船 Bourbon Rhode 號在 9 月 27 日被洛倫佐引發的巨浪傾覆；在其 14 名船員中，3 人獲救，4 人溺水身亡，7 人仍然失蹤。一架 NOAA 颶風追蹤飛機在前往洛倫佐進行研究任務時，被轉移去搜尋倖存者。
在 9 月下旬和 10 月初，巨大的湧浪從颶風巨大的風場中散發出來，影響了大西洋盆地的大部分地區。在風暴以西 2000 多英里處，四人在北卡羅來納州海岸的裂流中溺水身亡，兩人在紐約海岸被巨浪捲走後死亡。
減弱的洛倫佐於 10 月 2 日以 90 英里/小時的風速作為 1 級颶風經過亞速爾群島的弗洛雷斯島以北 55 英里處。洛倫佐給附近的科爾沃島帶來了 74 英里/小時的持續颶風級風力。這種強度的風力在亞速爾群島很少出現，洛倫佐造成了重大破壞，尤其是在弗洛雷斯島。政府估計損失為 3.67 億美元，主要用於港口基礎設施，這使得洛倫佐成為亞速爾群島歷史上損失最慘重的颶風。根據 EM-DAT（國際災害資料庫）和國家颶風中心風暴摘要，沒有其他颶風在亞速爾群島造成重大損失的記錄。
圖 7. 當我看到 NOAA 颶風追蹤飛機於 2019 年 9 月 27 日前往颶風洛倫佐的飛行路徑時，我感到很困惑。當任務最初計劃發生在整個風暴周圍 10,000 英尺的高度時，為什麼飛機會在颶風一側的低空（1000 英尺）密集地研究一小塊區域？事實證明，這架飛機正在颶風東南側進行低空搜尋和救援任務，以尋找海洋拖船 Bourbon Rouge 號沉沒後的倖存者。圖片來源：tropicaltidbits.com
2019 年大西洋颶風季節的其他值得注意的風暴
9 月 5 日，熱帶風暴費爾南多以 45 英里/小時的持續風力在墨西哥東北部登陸，距離德克薩斯州邊境以南約 140 英里。由於費爾南多在登陸前一天和登陸後一天的移動速度緩慢（每小時 7 至 8 英里），風暴能夠傾瀉異常大的降雨，導致極端洪水。據怡安稱，費爾南多的洪水造成一人死亡，損失超過 2.5 億美元。
9 月 19 日至 20 日，颶風溫貝託緊鄰百慕大群島移動，給該島帶來了超過 100 英里/小時的陣風。據報道，沒有發生大範圍的嚴重破壞，但據怡安稱，預計該風暴造成的損失將超過 200 萬美元。
10 月 19 日，熱帶風暴內斯特以 45 英里/小時的風力作為後熱帶氣旋在佛羅里達州狹長地帶登陸。內斯特給佛羅里達州、喬治亞州和卡羅來納州帶來了強降雨、洪水和強雷暴，據怡安稱，損失估計為 1.5 億美元。
10 月 25 日，熱帶風暴奧爾加在墨西哥灣形成，其殘餘物在第二天被冷鋒吸收後在路易斯安那州登陸。奧爾加的殘餘物帶來了暴雨、洪水、強雷暴和超過 70 英里/小時的陣風。據報道，有一人死於該風暴，據怡安稱，損失估計為 1 億美元。
10 月 27 日，颶風巴勃羅在異常偏北的位置（北緯 42.8 度，靠近波士頓緯度）成為 2019 年第六個大西洋颶風。自 1950 年以來，只有一個風暴在更北的緯度達到颶風強度。巴勃羅也成為了大西洋風暴首次成為颶風的最東端：西經 18.3 度。之前的記錄：2005 年颶風文斯西經 18.9 度。
10 月 30 日，熱帶風暴雷貝卡在北緯 38.3 度成為命名風暴，這是自 1975 年亞熱帶風暴二號於 12 月 9 日形成以來，今年最晚形成的大西洋命名風暴的最北端。