2012年11月28日,基于美国国家航空航天局(NASA)的Terra航天器上搭载的中分辨率成像光谱仪(MODIS)可以观察到形成于大西洋洋面上的一级飓风——桑迪飓风,以NASA为首的新研究发现,气象预报可能通过分析热带气旋在大尺度环境的相对湿度水平能够更好地预测飓风的强度。
Sandy飓风的MODIS影像
来自加州帕萨迪纳市的NASA喷气推进实验室(JPL)、加州大学洛杉矶分校和夏威夷大学马诺阿分校的科学家分析了NASA的Aqua航天器上搭载的大气红外探测器(AIRS)监测的在2002—2010年之间的200次北大西洋飓风相对湿度数据。然后,研究人员将AIRS数据与由美国国家海洋和大气管理局国家飓风中心收集的不同类型风暴的可用数据进行了比较,包括实测的最大持续风速。
研究人员发现,飓风与较弱的风暴相比,往往在湿润大尺度环境中迅速增强。据统计,迅速加强的飓风与减弱或保持不变的风暴相比,其相对湿度明显要高。并指出,这项研究可能会提高飓风强度的预报水平。研究结果显示,相对湿度及其在大尺度环境中的变化可能对提高飓风强度的预测模型有用。这是第一次利用卫星量化来分析这种细微但存在统计学显著意义的相关性。
飓风预报者努力预测风暴的走向和强度。飓风强度的变化受诸多因素影响,既包括风暴本身,还有其周围的环境。环境相对湿度是其中一个因素,通常会从风暴的中心开始逐渐降低。其他因素包括海洋表面温度、海洋热含量和垂直风切变。
同时,研究人员整理了AIRS相对湿度数据的风暴强度和强化率,并基于风暴中心的距离和相对于风暴的行进方向划分风暴的象限(右前、左前、右后和左后)。一般来说,飓风的右侧,相对于它行进方向是最危险的。因为飓风被转向后风速放大。飓风右侧的风暴潮也较高。研究小组发现,风暴象限之间的相对湿度水平差异较大,可能是由于大西洋海盆的形状。大西洋飓风通常向西或西北行进——对于气候来说,这些地区比较干旱,是风暴的发源地。这将导致大西洋飓风前2个象限比后2个象限干燥。该研究小组发现右前方象限迅速加强,增加了飓风中心附近对流层上部的湿度。
JPL人员推测,减少远离风暴中心的相对湿度可能是气旋快速加强的一个重要因素。远离风暴中心的干燥环境,限制了其外雨带的发展,有利于其内核的发育。相反,远离风暴中心的潮湿环境,可以削弱气旋,使雨带更容易形成于风暴内核的外围,这与内核的增长是相互竞争的。
研究人员指出,大多数科学家认为飓风加剧的过程产生了气旋的内核,这更多地依赖于规模较小的过程,而不是一个风暴的大尺度环境。这项研究显示了飓风的不同路径以及收集远离风暴中心的大尺度环境信息的必要性。NASA正在探索将NOAA预报与AIRS相对湿度数据的结合转化为NOAA的实时飓风预测系统。
原文题目:NASA Study May Improve Hurricane Strength Forecasts
来源:http://www.nasa.gov/mission_pages/aqua/hurricane20121128.html
资料提供:
中国科学院遥感与数字地球研究所;中国科学院国家科学图书馆兰州分馆/中国科学院资源环境科学信息中心