作者:红枫 来源:中国科学报 发布时间:2016/2/1 10:00:12
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走近“魔鬼”厄尔尼诺
美太平洋研究项目旨在提高强风暴预报能力

厄尔尼诺让美国加利福尼亚州今年发生严重降雨。图片来源:Joel Angel Juárez

气候学家近日发起了一场研究厄尔尼诺的“闪电战”,因为厄尔尼诺这个“麻烦制造者”经常扰乱全球天气。未来两月,美国研究人员将利用特殊的航空装备、科考船以及数百只探空气球监视形成厄尔尼诺的热带太平洋区域。科学家表示,最终他们的分析将有助于提高天气预报水平,揭开此次强大的厄尔尼诺现象发生及发展之谜。

“我们正在经历极端的气候状态,它可能在全世界范围内酿成极端天气事件。”该项目领导人、科罗拉多州美国国家海洋和大气管理局(NOAA)气象学家Randall Dole说,“我们的研究将直击核心。”

“气象黑洞”

此次赤道太平洋酝酿的厄尔尼诺升温是记录上最强的一次,太平洋洋盆中部以及东部一些区域的海表温度比往常升高了3℃。热量导致大气产生气象对流,使主要气流改道,经常给加利福尼亚带来强风暴,同时使东南亚、澳大利亚以及南美洲东部等地区变得干旱异常。但因为遥远的赤道太平洋基本上是个“气象黑洞”,这使得研究人员手中掌握的厄尔尼诺核心的大气变化资料寥寥无几。

为了启动这项研究,NOAA将其湾流4号科研喷气机派往夏威夷,那里是向南飞往赤道地区约20架飞机的大本营。该团队将利用船载遥感设备和下投式探空仪(从飞机上投下的设备包裹),测量从12~14公里到海洋表面的风速、温度、气压以及湿度。

今年2月,美国宇航局(NASA)的“全球鹰”无人机将加入该研究项目,在太平洋东部地区潜飞4次,每次观察持续时间24小时左右。同时,NOAA将在圣诞岛——接近厄尔尼诺形成核心区的赤道附近的一处环礁——启动探空气球仪器包裹。研究人员还将从NOAA的科考船罗纳尔多·H·布朗上启动气球载荷的仪器,这艘船此前在太平洋中部区域按计划进行巡航。

抓住时机

这项斥资约300万美元的研究于去年在厄尔尼诺致暖现象逐渐增强时被提出,Dole和同事意识到,他们碰到了收集首个“魔鬼”厄尔尼诺详细大气测量数据的千载难逢的机会。与往常不同,NOAA启动此次研究仅花费了数月时间,而通常启动一项重要气象野外项目则需要两三年时间。

而且该机构还可以节约一些资源——由于厄尔尼诺在大西洋的状况改变了,去年的热带风暴相对较少。这意味着NOAA并未用尽湾流4号“飓风猎人”的预算飞行时间,该航空探测飞机主要用于飞越暴风并收集对气象预报员有用的数据。安静的暴风季意味着“全球鹰”去年在大西洋并未用完预算的研究航次。

“我们主要通过再分配航次进行此次研究。”Dole说,“我们正在利用已有的预算进行研究,并在改变周围一切可用的资源。”

康涅狄格州耶鲁大学气候模型专家Alexey Fedorov说,因为极端厄尔尼诺现象非常罕见,“利用任何可能的机会尽可能地收集数据显得非常重要。”并未参加此次研究的Fedorov表示,当前研究人员仍然未能完全了解厄尔尼诺演化及其改变全球天气模式的方式。

对于厄尔尼诺研究者来说,未来数月收集的信息将会形成长期“红利”,Dole说:“如果我们可以作好这次研究,其结果将会在未来10年甚至是20年对社会产生有利影响。”

全球应用

但是这项研究的近期目标是帮助气象预报员了解这种不守规矩的大气运动当前会如何影响天气变化。NOAA项目领导人希望,通过在数据缺乏的地区收集直接测量数据,可以提高天气预报准确度,让研究人员验证现有的天气模型,从而更好地了解模型中的错误来源。

来自“全球鹰”的数据将会帮助气象学家跟踪厄尔尼诺在美国西部快速移动时酿成的风暴,Dole说。在过去几周,美国西海岸加利福尼亚受到若干次类似暴风雨的袭击,而且未来可能还会发生更多暴风雨。作为此次厄尔尼诺项目的一部分,NOAA已经在旧金山海湾南部安装了一个X波段扫描雷达,可用于监测暴风来临时带来的降水量。

该机构将会把野外观测中收集的数据上传到世界气象组织的全球电信系统中,这样全球的天气预报专家都能看到观测结果。欧洲中期天气预报中心大气建模专家Peter Bauer说,他计划把相关数据放到实验模型中,从而改善欧洲的天气预报。他表示,这项研究“有着极为重要的潜在影响力”。(红枫)

《中国科学报》 (2016-02-01 第3版 国际)
 
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