由于神秘原因而迅速增强的飓风对那些处于危险之中的人构成了特别可怕的威胁。多年来,天气预报员一直在努力理解为什么一个看似常见的热带低气压或热带风暴有时会演变成一场大型飓风,带来灾难性的大风,并将潜在的致命巨浪推向海岸。
现在,科学家们已经阐明了为什么这一预测挑战如此难以克服:导致快速增强的机制不止一种。美国国家科学基金会(NSF)国家大气研究中心(NCAR)科学家的新研究使用最新的计算机建模技术来识别两种完全不同的快速增强模式。这些发现可能有助于更好地理解和预测这些危险事件。
这项新研究发表在《每月天气评论》上。它由NCAR的科学家RosimarRiosBerrios和GeorgeBryan合著。
这项新研究的主要作者、NCAR科学家FalkoJudt说:“试图找到快速强化背后的圣杯是错误的方法,因为圣杯不仅仅是一个。”。“至少有两种不同的快速增强模式或风格,每种模式或风格都有不同的条件,必须满足这些条件,风暴才能如此迅速地增强。”
Judt和他的合著者讨论的模式之一发生在飓风对称增强时,受到温暖地表水和低风切变等有利环境条件的推动。这种类型的突然增强与历史上一些最具破坏性的风暴有关,如飓风安德鲁、卡特里娜和玛丽亚。本周,飓风奥蒂斯的风力出乎预测,在短短24小时内以每小时英里的速度爆发,以5级强度横扫墨西哥西海岸,气象学家对此感到震惊。
Judt和他的合著者还发现了第二种快速增强模式,这种模式以前被忽视了,因为它不会导致峰值风力达到如此破坏性的水平。在这种模式的情况下,增强可能与远离风暴中心的大雷雨有关。这些爆发触发了气旋环流的重新配置,使其能够迅速增强,在几个小时内达到1级或2级强度。
第二种模式更出人意料,因为它通常发生在不利条件下,例如通过将顶部吹向与底部不同的方向来剪切风暴的抵消上层风。
贾特说:“那些风暴没有那么令人难忘,也没有那么重要。”。“但预报员需要意识到,即使是强烈剪切和不对称的风暴也可能经历快速增强的模式。”
当热带气旋的风力在24小时内增加30节(约每小时35英里)时,就会出现快速增强。Judt在一个不相关的项目中遇到了两种快速强化模式。
这一发现是在Judt使用基于NCAR的跨尺度预测模型对全球大气进行了为期40天的高分辨率计算机模拟后出现的。该模拟在NCAR怀俄明州超级计算中心运行,是为一个国际项目设计的,该项目比较了领先的大气模型的输出,由于超级计算机的功能越来越强大,这些模型获得了前所未有的细节。
Judt制作出模型后,很想在模拟中检查迅速增强的风暴。通过观察世界海洋盆地的一些病例,他注意到快速强化以两种不同的方式发生。这在以前的模型中并不明显,部分原因是以前的模拟只捕捉到单个区域,而不能让科学家追踪世界海洋中的一系列飓风和台风。
Judt和他的合著者分析了热带气旋的观测数据,并发现了两种快速增强模式。一种是缓慢增强,从热带风暴到1级或2级;另一种是爆炸性增强,从初级涡旋到4级或5级。他们将后者称为“马拉松”,因为风暴以适度的速度对称增强。他们将前者称为“冲刺”,因为增强速度极快但通常不会持续那么长时间。论文得出结论,这两种模式可能代表光谱的两端,许多快速增强的情况介于两者之间。