氣象學家如何預測下一次大颶風

氣象學家如何預測下一次大颶風

颶風佛羅倫薩是 前往美國海岸,就在颶風季節的高峰期。

颶風可能會因風,波浪和雨水而造成巨大的破壞,更不用說一般人群為惡劣天氣做準備會造成混亂。

後者正變得越來越相關,因為災難帶來的金錢損失 趨勢向上。 沿海地區不斷增長 人口和基礎設施,以及 海平面上升,可能導致損失成本的增加。

這使得向公眾提供早期準確的預測變得更加迫切,像我們這樣的研究人員正在積極地做出貢獻。

做出預測

颶風預測 傳統上一直關注 預測風暴的軌跡和強度。 風暴的軌道和大小決定了可能被擊中的區域。 為此,預報員使用模型 - 主要是軟件程序,通常在大型計算機上運行。

不幸的是,在進行這些預測時,沒有一種預測模型能夠始終優於其他模型。 有時這些預測顯示出截然不同的路徑,相差數百英里。 其他時候,這些模型非常接近。 在某些情況下即使模型非常接近,軌道上的微小差異在風暴潮,風和其他影響損壞和疏散的因素方面也存在很大差異。

此外,預測模型中的幾個經驗因素要么在實驗室條件下確定,要么在孤立的現場實驗中確定。 這意味著它們可能不一定完全代表當前的天氣事件。


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因此,預報員使用一組模型來確定可能的軌道和強度範圍。 這些模型包括 NOAA的全球預測系統 和歐洲中期天氣預報中心的全球模型。

FSU Superensemble 由我們大學的一個小組開發,由氣象學家TN Krishnamurti領導,在2000早期。 超級集合結合了一系列模型的輸出,為顯示更好預測的過去天氣事件的模型提供更多權重,例如大西洋熱帶氣旋事件。

通過調整模型並稍微改變起始條件,可以使預測員的模型集更大。 這些擾動試圖解釋不確定性。 氣象學家在模型開始時無法知道大氣和海洋的確切狀態。 例如,沒有觀察到熱帶氣旋的足夠詳細的風和雨。 再舉一個例子,海面溫度通過風暴來冷卻,如果該區域仍然被雲層覆蓋,那麼這些較冷的水更不容易被衛星觀測到。

有限的改進

在過去十年中,軌道預測穩步發展 改善。 大量的觀測 - 從衛星,浮標和飛機飛入發展中的風暴 - 使科學家們能夠更好地了解風暴周圍的環境,從而改善他們的模型。 有些型號的改進程度與之相當 某些風暴的40百分比.

氣象學家如何預測下一次大颶風收集天氣數據的浮標。 美國國家海洋和大氣管理局

但是,強度的預測有 在過去的幾十年裡,情況有所改善.

這部分是因為選擇用來描述熱帶氣旋強度的指標。 強度通常根據表面上方10米高度處的峰值風速來描述。 為了測量它,邁阿密國家颶風中心的業務預報員會觀察在熱帶氣旋的任何給定點觀測到的最大一分鐘平均風速。

然而,模型在任何給定的未來時間估計熱帶氣旋的最大風速是極其困難的。 在模型開始時,模型對大氣和海洋的整個狀態的描述是不精確的。 熱帶氣旋的小規模特徵 - 如熱帶氣旋內外的降雨,地面風及波浪高度的急劇梯度 - 在預測模型中不能可靠地捕獲.

大氣和海洋特徵都會影響風暴強度。 科學家現在認為 有關海洋的更好信息 可以提供預測準確性的最大收益。 特別感興趣的是存儲在上層海洋中的能量以及它如何隨著漩渦等海洋特徵而變化。 目前的觀察結果不足以將海洋漩渦放置在正確的位置,也不能有效 捕捉這些漩渦的大小。 對於大氣不會嚴重限制颶風增長的情況,這種海洋信息應該非常有價值。

與此同時,預測人員正在尋求替代和互補的指標,如 熱帶氣旋的大小.談話

關於作者

Mark Bourassa,氣象學教授, 佛羅里達州立大學 和Vasu Misra,氣象學副教授, 佛羅里達州立大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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