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飓风等级是怎么测量的(飓风变强是因为气候变化吗?)

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预计飓风及其造成的破坏不会很快减弱。

在我们变暖的世界里,飓风越来越强了吗? 这里,探索了最新的研究,如何衡量飓风,以及我们对未来的期待。

飓风是如何增强的

一项调查过去40年全球热带气旋强度趋势的研究发现,3、4和5类“主要”飓风以每10年8%的速度在全球范围内增加,这意味着它们发生的可能性增加了近三分之一。仅就大西洋而言,这一增幅就高达每十年49%。

除了使最强的风暴变得更强之外,气候变化还导致了风暴的快速增强(即在24小时内最大持续风速增加到35英里每小时或更多)。根据《自然通讯》杂志2019年的一项研究,1982年至2009年间,大西洋最强5%飓风的24小时强化率每10年增加3-4英里。

据预测,全球平均气温的趋势将持续到本世纪50年代及以后,飓风及其造成的破坏预计不会很快减弱。

如何测量飓风强度?

在我们深入研究全球变暖如何以及为什么会产生庞大的飓风之前,让我们回顾一下衡量飓风强度的多种方法。

最大风速

衡量飓风强度最受欢迎的方法之一是使用萨菲尔-辛普森飓风风力等级,它的强度基于风暴最大持续风力的吹速和它们可能对财产造成的潜在破坏。风暴的等级从风速为每小时74到95英里的微弱但危险的1级到风速超过157英里的灾难性的5级。

1971年制定萨菲尔-辛普森等级时,它没有包括6级等级,因为它的理由是,一旦风超过5级标记,无论风暴的风速超过每小时157英里多少英里,结果(大多数财产类型的完全破坏)都可能是相同的。

在这个等级建立之时,大西洋上只有1935年劳动节的飓风达到了6级。但自20世纪70年代以来,已经发生了7场相当于6级风暴的飓风,包括艾伦(1980)、吉尔伯特(1988)、米奇(1998)、丽塔(2005)、威尔玛(2005)、厄玛(2017)和多里安(2019)。

值得注意的是,在达到如此高风速的8次大西洋风暴中,除1次外,其余都发生在20世纪80年代——自1880年有可靠天气记录以来,全球平均气温上升幅度超过以往任何的10年里。

飓风-气候变化的联系

科学家如何将上述观察结果与气候变化联系起来?主要是由于海洋热含量的增加。

海洋表面温度

飓风是由海洋上方150英尺(46米)的热能驱动的,需要所谓的海面温度(SSTs)达到华氏80度(27摄氏度)才能形成和壮大。SSTs在这个阈值温度以上上升得越高,风暴加强的可能性就越大,而且加强的速度也越快。

按最低气压排名的十大最强大西洋飓风中,有一半发生在2000年以后,包括2005年的飓风威尔玛,其882毫巴的气压是大西洋盆地的最低记录。

飓风地理中心或飓风眼区域的气压也表明了它的整体强度。气压值越低,风暴越强。

根据2019年IPCC关于气候变化中的海洋和冰冻圈的特别报告,自20世纪70年代以来,海洋吸收了温室气体排放产生的90%的多余热量。这意味着全球平均海面温度在过去100年里上升了约1.8华氏度(1摄氏度)。

强烈的降雨率

更温暖的环境不仅会促进更强的飓风,还会促进飓风降雨。在全球变暖3.6华氏度(2摄氏度)的情况下,人为造成的变暖可能使与飓风相关的降雨强度增加10-15%,这是气候变暖加速水循环蒸发过程的副作用。当空气变暖时,它能够比温度较低的空气“容纳”更多的水蒸气。随着气温上升,更多的液态水从土壤、植物、海洋和水道中蒸发,成为水蒸气。

这些额外的水蒸气意味着当条件适合形成降水时,有更多的水分可以凝结成雨滴。更多的水汽意味着更大的降雨。

登陆后耗散较慢

气候变暖不仅影响飓风在海上的活动。根据《自然》杂志2020年的一项研究,它还会影响飓风登陆后的强度。通常情况下,飓风从海洋的热量和水分中汲取力量,在登陆后迅速衰减。

然而,该研究分析了过去50年登陆风暴的强度数据,发现飓风持续的时间更长。例如,在20世纪60年代末,一场典型的飓风在登陆后24小时内减弱75%,而今天的飓风在同样的时间段内通常只减弱一半的强度。原因尚不完全清楚,但科学家们相信暖暖的海温可能与此有关。

不管怎样,这一事件暗示了一个危险的现实:飓风的破坏力可能会越来越远地延伸到内陆,延伸到更远的未来。