美國颶風預報可以做得更好

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現在很難專注於颶風預警,因為俄克拉荷馬州正遭受一些有記錄以來最嚴重的龍捲風的蹂躪。但是,這些風暴確實引發了關於美國科學家預測惡劣天氣的能力的問題,而答案尚不明確。

就在上週,美國國家海洋和大氣管理局釋出了一份內部研究報告,評估了其國家氣象局 (NWS) 在預測颶風桑迪方面的表現。該報告得出了一個奇怪的結論:“國家氣象局為桑迪提供了準確的預報,使人們儘早意識到這場巨大的風暴正在向大西洋中部和東北部逼近……預報員在預測這場極其巨大和複雜的風暴的路徑方面表現良好。”

但是,氣象界完全清楚,所謂的歐洲模型對中期預報的預測是,桑迪將從大西洋“左轉”朝向大西洋中部海岸——這是一條非常不尋常的路徑——而所有美國模型都預測颶風將向東北方向漂向大海。美國模型花了幾天時間才開始顯示出與歐洲模型一直指示的相同路徑。國家氣象局新任局長路易斯·烏切利尼最近承認,這種滯後是一個“失誤”,並告訴路透社,歐洲模型是“第一模型,這是毫無疑問的”。


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美國國家海洋和大氣管理局的報告可能是政治掩護,也可能是試圖轉移話題,因為它接著說,其審查確實揭示了國家氣象局可以在讓人們聽取風暴預警方面做得更好。然而,這項挑戰是一個棘手的問題,涉及複雜的社會和心理因素。

也許國家氣象局自己也知道它可以改進颶風預報。上週,它宣佈將使用國會最近撥款的 2500 萬美元來升級其一些超級計算機。美國颶風模型的解析度為 25 公里,而歐洲模型的解析度為 16 公里。考慮到這種風暴的核心通常在 80 公里範圍內,更高的解析度可以讓預報員更好地評估颶風是如何增長和移動的。然而,預測沿海颶風的風暴潮可能有多高——這通常是造成最大破壞的原因——比預測其路徑更難,並且可能需要不同的進步。

然而,僅靠技術並不能解決問題。“一臺新電腦確實很好,但你也需要人來使用它,”科羅拉多州博爾德市國家大氣研究中心 (NCAR) 的高階科學家克里斯·戴維斯說。“要充分利用更高的解析度,需要做很多工作。”研究人員必須正確地重新校準模型以利用新的解析度,並且必須學習如何解釋結果。

儘管戴維斯認為提高解析度是有幫助的,但他堅持認為,研究人員之間更好的協調可以帶來更大的收益。目前,國家氣象局使用其獨有的模型,像國家大氣研究中心這樣的大學研究人員使用他們自己的模型,而私營氣象服務機構也使用他們自己的模型。相反,如果這三個研究小組整合他們的工作,那麼無論使用何種技術,預報都可以得到改進。“必須有更好的方法來吸引研究界的全體人員,”戴維斯說。“我認為歐洲中期天氣預報中心在這方面做得更好。”

更大的合作也引出了一個問題,即美國模型是否必須是世界上最好的,這是大多數國家氣象局支持者所說的。戴維斯指出,不一定。“我們希望一個平均水平與歐洲模型一樣好的模型,但它不必更好。”實際上,如果“美國模型同樣好但犯了不同型別的錯誤”,預報更有可能得到改進。

他解釋說,所有模型都有優點和缺點,但如果改進後的美國模型基本上覆制了歐洲模型,它就不會提供太多新的見解。如果新的美國模型具有不同的特徵,“那麼當我們將美國和歐洲模型結合起來時,我們將獲得更多的見解”,這可以提供更早和更準確的預報。戴維斯建議國家氣象局不僅要使用資金來升級計算機,還要開發可能導致具有獨特屬性的模型的新預報技術。

颶風桑迪的紅外影像由美國海軍提供

Mark Fischetti has been a senior editor at 大眾科學 for 17 years and has covered sustainability issues, including climate, weather, environment, energy, food, water, biodiversity, population, and more. He assigns and edits feature articles, commentaries and news by journalists and scientists and also writes in those formats. He edits History, the magazine's department looking at science advances throughout time. He was founding managing editor of two spinoff magazines: 大眾科學 Mind and 大眾科學 Earth 3.0. His 2001 freelance article for the magazine, "Drowning New Orleans," predicted the widespread disaster that a storm like Hurricane Katrina would impose on the city. His video What Happens to Your Body after You Die?, has more than 12 million views on YouTube. Fischetti has written freelance articles for the New York Times, Sports Illustrated, Smithsonian, Technology Review, Fast Company, and many others. He co-authored the book Weaving the Web with Tim Berners-Lee, inventor of the World Wide Web, which tells the real story of how the Web was created. He also co-authored The New Killer Diseases with microbiologist Elinor Levy. Fischetti is a former managing editor of IEEE Spectrum Magazine and of Family Business Magazine. He has a physics degree and has twice served as the Attaway Fellow in Civic Culture at Centenary College of Louisiana, which awarded him an honorary doctorate. In 2021 he received the American Geophysical Union's Robert C. Cowen Award for Sustained Achievement in Science Journalism, which celebrates a career of outstanding reporting on the Earth and space sciences. He has appeared on NBC's Meet the Press, CNN, the History Channel, NPR News and many news radio stations. Follow Fischetti on X (formerly Twitter) @markfischetti

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