作者:赵熙熙 来源:中国科学报 发布时间:2017/8/30 10:37:28
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“哈维”飓风成天气预报“实验室”
两项研究有助提升预报水平

 “哈维”飓风的卫星图像    图片来源:NOAA/NASA

本报讯 长期以来,美国气象预报员一直在羡慕英国雷丁市欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的同事们——他们的飓风预测模型依然是全球的黄金标准。令人遗憾的是,2012年,美国国家气象局(NWS)未能预测到飓风“桑迪”进入新泽西州的事实,而ECMWF的结果被证明是正确的。如今在“哈维”飓风中测试的两项创新试验,一个来自美国宇航局(NASA),另一个来自美国国家海洋和大气管理局(NOAA),则有助于提升该领域的研究水平。

NOAA的产品是一种全新的预测模型。两年前,位于新泽西州普林斯顿大学的NOAA地球物理流体动力学实验室(GFDL)赢得了一场竞赛,为下一代的NWS天气模型提供计算机编码。目前的NWS模型必须等待一个耗时的全球模拟结果,然后才能放大到一个较小的区域,并运行一个高分辨率的飓风模型。而在GFDL的新代码中,下一代NWS模型将能够同时在全球范围内模拟风暴,从理论上讲,它可以改善对于飓风路径的预测,因为它的精确预测会立即反馈到模型的下一次运行,而不是滞后的。

GFDL的模型被称为FV3,它准确预测了“哈维”飓风将会形成一圈双环的环形风暴。该模型“放大”了视图还提前5天预测了休斯敦的极端降水总量,该研究负责人、负责开发FV3代码的GFDL科学家Shian-Jiann Lin说。

不过,科罗拉多博尔德国家大气研究中心气象学家Chris Davis说,应该谨慎地解释这样的结果。“我不认为关于一个模型有意义的结论可以通过一场风暴得出。”但是Lin说:“如果你算上‘哈维’的全部历史……我认为FV3总体上可能是最优秀的。”当它在明年开始为美国的天气预报提供服务时,FV3可能会帮助预测飓风。

目前,飓风强度比路径更难预测,而在这方面,NASA可能会提供帮助。许多模型都没有意识到“哈维”飓风在登陆前会成长为一场四级风暴,部分原因在于风速的数据是不稳定的且很难收集到。去年12月,NASA发射了一组8颗相同的微型卫星,被称为“飓风全球导航卫星系统”(CYGNSS),以填补这一空白。CYGNSS的工作原理是利用GPS卫星反射的无线电信号,探测到海洋表面的粗糙度——这是风速的一个标志。这些长波长信号可以穿过覆盖飓风以及阻挡微波的雨幕。

对“哈维”飓风的研究是第一次在狂风中对CYGNSS进行测试。8月25日,在“哈维”登陆前,安阿伯市密歇根大学大气科学家和工程师Christopher Ruf把自己绑在了一架P-3涡轮螺旋桨飞机上——这是NOAA的飓风猎人——飞往风暴中心。随着飞机反复坠入风暴眼壁,Ruf每一次都能感觉到风变得更猛烈——风暴正在迅速加剧。

Ruf说,需要几周的时间才能够知道CYGNSS是否捕捉到这一风力的剧烈增强过程。气象部门将密切关注他的研究结果。Ruf指出,从技术上说,“星座”只是一项为期两年的实验,但卫星可能会被用于NOAA的运营服务。“我们的模拟表明预测技能被提高了。现在我们需要证明它是真的。”

四级飓风“哈维”是56年来得克萨斯州遭遇的最强风暴,8月25日晚登陆该州沿海地区后,26日减弱为热带风暴。截至当地时间28日晚,至少11人在飓风“哈维”引发的灾害或事故中死亡。随着休斯敦地区积水面积不断扩大,越来越多的区域接到强制或自愿撤离令,近6000人主动前往或被营救至临时避难所。得克萨斯州目前已有50个县被划为灾区,超过30万居民断电。休斯敦两个主要机场已取消所有商业航班,多数休斯敦地区大中小学宣布开始停课。

最新气象预报显示,“哈维”可能于29日返回墨西哥湾上空,积蓄更多暖湿空气后,于30日上午前后在得克萨斯州东南沿海地区再次登陆,并向东北方向移动,先后影响得克萨斯州东部和路易斯安那州等地。受此影响,路易斯安那州28日已宣布进入紧急状态。(赵熙熙)

《中国科学报》 (2017-08-30 第2版 国际)
 
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