米爾頓颶風如何變得如此怪物的科學

米爾頓颶風如何變得如此怪物的科學


米爾頓颶風幾乎每次都會帶來驚喜。

最初是一場小型的、傷口緊密的颶風,現在已經發展成為一個蔓延的怪物,並以有史以來最快的速度之一加劇。這場風暴可能會給佛羅裡達州西海岸和東海岸的部分地區帶來危險的洪水,其中洪水多發的坦帕灣大都會區(居住著超過 300 萬人口)面臨的風險尤其大。

隨著風暴的發展,墨西哥灣創紀錄的溫暖海洋助長了風暴的加劇。後來,由於經歷了眼壁更換過程,它的尺寸不斷增大。

以下是米爾頓如何發展成為如此重大的威脅。

太平洋影響力

接近美國的颶風通常遵循類似的路徑:熱帶風暴從非洲西海岸旋轉,穿越大西洋,並在進入加勒比海的溫暖水域時增強。

但彌爾頓的起源故事有一部分發生在東太平洋。當太平洋熱帶低氣壓的殘餘物向東穿過尤卡坦半島並在墨西哥灣遇到停滯的鋒面時,颶風就形成了。最近一次襲擊佛羅裡達州的風暴是在 1867 年在同一地區(墨西哥坎佩切灣)形成的。

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美國國家海洋暨大氣總署衛星應用中心的物理科學家克里斯·斯洛庫姆說,當熱帶低氣壓進入海灣時,它為那裡的雷暴系統提供了「一點點渦度,即旋轉的量度」。

然後,米爾頓組織起來並遠離其他系統。

斯洛庫姆說:“正是與其他雷暴的隔離使得氣壓加深,風勢增強。”米爾頓開始將空氣拉向中心,並從溫暖的海洋中抽出能量。

小而堅固

米爾頓一開始是一場非常小的風暴,這使得它能夠保存角動量,並圍繞著一個狹窄的眼睛緊密而快速地旋轉。

在海灣,它遇到了創紀錄的高溫和潮濕溫暖的空氣——這是加劇的必要成分。週一,隨著米爾頓變得更強壯,米爾頓核心的中央壓力以科學家形容為“瘋狂”的速度下降。中心氣壓值與風暴的強度和風速密切相關。

NBC 南佛羅裡達州颶風專家約翰·莫拉萊斯 (John Morales) 說:「這太可怕了。」他在討論氣壓下降的嚴重性時哽咽了。

據非營利研究組織氣候中心稱,米爾頓的風速在大約 24 小時內增加了 92 英里/小時。這遠遠超過了科學家認為的快速強化的里程碑:24 小時內速度增加了 35 英里/小時。

太平洋西北國家實驗室氣候科學家卡蒂克·巴拉古魯 (Karthik Balaguru) 表示:“不到兩天的時間,它就從熱帶風暴變成了 5 級颶風,這簡直是史無前例的。”

康乃爾大學的大氣科學家喬納森·林 (Jonathan Lin) 負責颶風預測和建模,他稱米爾頓是「我們在大西洋見過最強的颶風之一」。

颶風的風速超過 175 英里/小時,這對於 10 月的風暴來說是前所未有的。米爾頓是自 2005 年颶風麗塔以來墨西哥灣最強的颶風。

新的眼牆

在北半球,颶風圍繞著其中心大部分無雲的風眼逆時針盤旋。

週一晚間到週二,米爾頓的外側邊緣出現了雨帶。斯洛庫姆說,這些風暴合併形成了第二個環,形成了替代眼牆,並使記錄到的最大風速半徑增加了兩倍。

這種現象稱為“眼壁更換”,通常會導致風暴範圍擴大,但風速會降低,米爾頓就遇到了這種情況。隨著風暴的發展,這種情況可能會發生多次。一旦過程結束,如果條件允許,颶風可能會再次開始增強強度。

「你可以把它想像成皮膚的脫落。一旦它蛻皮,它就會重新強化。這正是我們在米爾頓身上看到的,」林說。

一個搖晃

據國家颶風中心稱,週二下午,米爾頓“搖擺不定”,改變了預計的路徑,並將預計的登陸地點向南移動。

眼壁內部複雜的動力學導致不穩定,從而導致擺動。

林透過將颶風與陀螺或陀螺進行比較來解釋這一動態。

「有時你會看到一個旋轉的陀螺——你稍微推動它,輕推它,它就會搖晃一下,然後又開始轉動,」林說。 “它會重新調整自己的方向。”

顯著的擺動可以改變風暴的路徑並確定哪些位置會受到颶風的衝擊。

預報員預計風暴潮將達到 13 英尺。如果風暴稍微向南移動,可能會將最嚴重的洪水排除在特別脆弱的坦帕灣之外。 2017 年颶風艾爾瑪向東移動,有助於阻止坦帕灣預計出現 12 英尺或以上的風暴潮。

當風暴確實到達海岸時,米爾頓眼以南的地區應該會遭遇猛烈陣風,將海水推上海岸,並引發風暴潮。

這是因為風暴接近佛羅裡達半島的角度以及其風繞其核心旋轉的逆時針方向。

接下來會發生什麼

米爾頓在最後接近佛羅裡達半島的過程中已經減弱。這主要是因為它遇到了垂直風切,這是指大氣高層風速或風向的變化。

然而,林說,“這並沒有降低危險性。”

即使風速較慢,米爾頓預計在周三晚上登陸之前仍將是一場重大颶風。

登陸後,預計將穿越半島並出海。林說,在陸地上的時間將使風暴失去從海洋熱量中提取的能量,並且它會迅速減弱——就像陀螺減慢速度一樣。

打破詭異的安靜

世界天氣歸因組織關於 9 月 26 日在佛羅裡達州登陸的颶風海倫的一份新報告發現,氣候變遷很可能使風暴的風速增加了 11%,降雨總量總體增加了約 10%。

研究人員表示,他們預期米爾頓的行為也會類似,而且還會因為氣候變遷而變得更糟。

由於北大西洋和墨西哥灣的海洋條件比正常更溫暖,以及與颶風有關的拉尼娜氣候模式的出現,預報員預測今年春季颶風季節將極為活躍。

但在九月中旬,也就是颶風活動的典型高峰期,這個季節仍然異常安靜,這讓研究人員感到困惑,並讓他們懷疑,儘管海洋熱是颶風的燃料,但他們的積極預測是否已經失敗。

九月下旬,當颶風海倫和米爾頓呼嘯而至時,這種令人毛骨悚然的安靜被打破了。米爾頓登陸後,墨西哥灣沿岸將創下一年來登陸颶風數量第二高的紀錄。

氣象學家菲利普·克洛茨巴赫(Philip Klotzbach) 在X 上寫道:「這將使2024 年與2005 年和2020 年成為有史以來海灣颶風登陸次數第二多的年份,僅落後於1886 年。

本文原刊於 NBCNews.com



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