科學家發現提前數週預測颶風的潛在關鍵
新的研究可以提前數週更準確地預測颶風活動的加劇。這項由美國國家科學基金會國家大氣研究中心（NSF NCAR）領導的研究表明，在被稱為開爾文波的大尺度大氣波過去兩天后形成的颶風數量是之前幾天的兩倍。這項發現可使預報員和緊急管理人員提前數天至數週預測颶風群。
在MPAS 中使用Aquaplanet 配置模擬開爾文波。資料來源：美國大學大氣研究公司（UCAR）
開爾文波是一種大尺度大氣波，可在大氣層中延伸1000 多英里，影響全球天氣模式。 “比如說，如果天氣預報人員能夠探測到太平洋上空的開爾文波，那麼他們就可以預測在開爾文波出現幾天后，大西洋上空形成的颶風將有所上升，”論文的第一作者、美國國家科學基金會NCAR 科學家Rosimar Rios-Berrios 說。 “這將有助於他們與緊急管理人員和地方政府溝通，讓他們為颶風活躍期的可能性做好準備，並提醒公眾注意。這項研究有可能挽救許多人的生命。”
這項研究發表在《氣象月刊》。
幾十年來，科學家注意到，颶風成群結隊地形成，隨後幾週幾乎沒有颶風活動。一些研究表明，開爾文波可能是造成颶風激增的原因，但科學家無法將其他潛在因素分離出來，證明開爾文波是造成颶風激增的原因。為了解決這個問題，裡奧斯-貝裡奧斯和她的同事們使用了一種新穎的電腦建模工具組合，證實開爾文波確實促進了颶風的形成。
該模型是下一代電腦模型，可以同時捕捉精細尺度的天氣現象和全球尺度的大氣模式。 Aquaplanet 是一種模擬假想世界的配置，它的行為與地球相似，但沒有陸地或季節。這個簡化的世界就像一個實驗室，更容易分開離開爾文波對颶風形成的影響。
科學家們在NCAR 懷俄明州超級計算中心的夏延超級電腦上進行了模擬。為了研究開爾文波與颶風之間的聯繫，研究小組測量了颶風形成與開爾文波波峰之間的天數。測量結果表明，兩天後會出現一個明顯的峰值，颶風形成的可能性會增加一倍。由於水行星模擬捕捉了颶風形成的物理過程，因此研究結果超越了相關性，表明開爾文波實際上影響颶風的形成。
這項新研究也強調了裡奧斯-貝裡奧斯最近與美國國家科學基金會NCAR 博士後昆廷-勞頓（Quinton Lawton）合作完成的研究的重要性，即需要提高天氣預報模型模擬開爾文波的能力。
「我在2017 年開始了這項關於開爾文波的研究。這是一個大項目，從一個想法到取得科學成果歷時數年，真正凸顯了為什麼這類研究如此有價值，」裡奧斯-貝裡奧斯說。 “關於颶風如何形成的科學知識仍有許多空白，像這樣的研究可以幫助我們縮小科學家應該關注的範圍，從而更好地了解這些強大的風暴。”
參考文獻：Rosimar Rios-Berrios、Brian H. Tang、Christopher A. Davis 和Jonathan Martinez 的”Modulation of Tropical Cyclogenesis by Convectively Coupled Kelvin Waves”，2024 年8 月1 日，《氣象月刊》。
編譯自/ ScitechDaily
這項研究由美國國家大氣研究中心資助。