冲上云霄

飓风

这些热带风暴系统可以损坏基础设施和破坏航空。


由karsten shein
Comm-Inst气候科学家

2019年9月2日的飓风dorian如看见从国际空间站。热带旋风分离器有多种尺寸和优势,但对航空有重大危害。
TRopical Cyclones是我们面临的更具破坏性和不可预测的天气系统之一。幸运的是,他们的延长寿命和相对于其他损坏天气现象的缓慢运动使我们能够做好准备和避免这些强大的风暴系统。

在西北地区的大西洋,加勒比地区和东北地区的热带风暴和飓风和南太平洋和印度洋的旋风,所有人都在气象学中作为热带气旋,因为它们是组织的,旋转(旋转)在热带地区开发的风暴系统,尽管它们可能进入乌贼纬度。

所有热带气旋形式都作为热带凹陷,但并非所有洼地都变成了旋风。随着名称表明,热带抑郁症是在大气的东热带流动中的低压区域。与所有低压中心一样,表面空气向内且向上绘制,从高耸的Cumuli和雷暴的区域挖掘。

大多数萧条仍然只是,在几天后禁化和消散。对热带抑郁症成长为热带风暴或飓风需要一个非常具体的情况。

萧条本身通常以热带复活节喷射在温暖的海洋上行进的短波。当这种高级扰动满足有利条件时,可以形成热带抑郁症。

形成因素

热带气旋形成标准包括东方波和温暖的海洋。通常,海洋表面温度低于50米的深度必须超过26.5°C(80°F)。

这种热量是必要的,以确保覆盖的空气获得足够的热能以使热能稳定并维持对流升降。这种温暖的海洋环境也提供了水蒸气,以提供维持系统的能量,以便在成熟时维持系统。

其他形成因素包括高湿度,延伸到对流层中的中间水平,以及强烈的环境渗透率。气氛通常用高度冷却,但是,在热带地区,冷却速率通常不足以支持强烈对流,而是赞成典型的热带Cumuli,这些热带Cumuli带来了淋浴和偶尔的雷声。

同时,强劲的环境流逝率将确保上升的空气仍然比周围环境更温暖,即使它正在通过冷凝释放热量 - 为风暴提供动力的热量。最后2个因素缺乏挡风剂,以及从赤道足够远的位置。

前者至关重要,以确保对对流电流的上升和伴随的耸立的Cumuli并没有被强大的风和强大的风倾向于宣传。他们必须能够通过50,000-60,000英尺水平的热带对流层水平来继续上升到平流层的基地,电流允许出口区域用于上升空气。

热带气旋也不在达到〜5度纬度(〜560 km或350英里)的赤道内,因为旋转地球的科里奥利效应为赤道零,必须足够大,以使气流朝向低电平偏转风暴的压力中心。

损坏的飞机在2005年10月在飓风威尔玛的后果中从BCT(Boca Raton FL)的崩溃机库中戳出来。强烈的热带气旋可以持续超过100 kts的持续风力,并可淹没沿海机场,风暴浪涌超过15英尺。

飓风热点

热带旋风在大多数热带海洋中发生,南大西洋和东南太平洋的关键例外,大气和海洋条件很少有利于组织热带对流,长足以维持热带气旋。

南大西洋只记录了1个这样的风暴。在北大西洋和加勒比地区,风暴季节从6月1日开始,达到9月10日左右的高峰,并于11月30日结束。东太平洋的季节早些时候开始 - 5月15日 - 但遵循类似的行为。

澳大利亚和南太平洋地区逆转风暴季节,从11月1日开始,当他们进入南半球夏天,2月底达到顶峰,并于4月30日结束。那些盆地发生了一些辍学风暴,但它们罕见,弱势。

西北太平洋和印度洋有一年全年飓风威胁。然而,就像他们一年的堂兄弟一样,他们倾向于看到与最温暖的海水相对应的峰值活动 - 即二月末在南半球和9月初在北部的9月初。

大多数热带气旋在赤道的20º纬度之内开始,只有几个成形到20º-30º纬度之间。几乎所有这些都沿着闭路会聚区(ITCZ)形式,该区域在阳光之后的北部和南部半球之间移动,并且作为在收敛区两侧的温暖和潮湿空气的收敛区域。

热带气旋的解剖学

一旦大气扰动产生雷暴活动的表面,雷暴活动可以组织,温暖和潮湿的表面空气流向中央低。科里奥利效应将进入的风偏转到它向内螺旋的地方。

当它接近中心时,其曲率增加成紧固螺旋,并且其速度比例地增加。近,但不在,中心,空气开始上升,减缓其向内进步并降低科里奥利效应。这就是为什么在内部眼罩中出现最强的风,但从未达到平静的眼睛。

眼睛本身在很大程度上主要是从高处降温的较冷空气,经常足以抑制云发育。围绕这种眼睛是眼墙,或多或少连续连续的圆形阵容强雷暴。这里的暴风雨可以在FL500上方实现顶部,其流出从眼睛辐射为螺旋屏蔽。

从眼睛延伸是一个雨乐队的轮车。这些都是弯曲的分支线,也可以包含强烈的风暴,但随着距离从旋风中心的距离增加,能量浓度降低和来自系统中心的沉没流出,以降低细胞高度和强度。

整个旋风结构用作热泵,在表面上有内部循环,在表面上充满活力,驱逐冷却器,干燥机。这种垂直/水平流动是驱动飓风的推动,而其螺旋运动是转化为旋风的破坏力。

热带旋风运动往往难以预测,有时被描述为类似于溪流中的软木塞。旋风是由2个因素的指导。第一个是周围的大气风场,特别是中级(500 MB)风。亚热带高度赤道侧的东方交易器通常是向西的风暴操纵。

除了环保方向盘之外,还有运动气象学家称之为“beta漂移”。由于内部水平空气运动和不断变化的科里奥利效应,Beta漂移是一种极向和向西运动。通过这种方式,飓风可能仍然在没有强烈的环境转向的情况下移动。

这也是为什么风暴通常迁移的原因,最终进入一个强大的西风流量的区域,“将旋转的旋转速度变得更高的轨道,因为它们达到更高,潜伏的纬度。

虽然热带气旋的所有部分都是危险的,但是风暴的运动,加上它的旋转,使某些地区比其他地区更危险。

暴风雨的右前象限(南半球左前方)相对于风暴的轨道是最危险的,因为旋转和运动在同一方向上工作。这意味着在这里找到了最强的风,因为那些风将水推在风暴之前,这是最大的风暴浪潮。

官方预测锥形不确定性展示2017年飓风IRMA的可能路径,因为它走近加勒比海。锥体代表旋风器轨道的最有可能的区域,并且大量的系统,危险的天气通常发生在锥体之外。

旋风预测

最现代化的天气预报模型可以预测热带气旋的形成和一般运动具有合理的准确性,但它们仍然难以估计其轨道超过几个小时。

相反,每个模型都提供了最佳指导和预测,预测最可能的轨道,将飓风放置在它可能移动的扩展走廊的中心。在热带气旋预测中所谓的“不确定性”紧密遵循称为1-2-3规则的传统海军船员指南。

鉴于当前位置,热带风暴的半径在旋风中心周围的风,以及风暴的前进运动,在地图上绘制。在风暴的预期位置,这条道路1天,锥的宽度是风暴的半径+ 100nm。

在2天,宽度为+200英里,3天为+ 300英里。现代预测不是一个简单的线性趋势,而是在过去的5年里使用预测错误,以将锥体的宽度设置为67%的最大错误。预测员还将预测锥拿出5天,但甚至有时证明是不准确的,这就是为什么如果飓风威胁着陆,则每6小时更新每6小时的预测。

鉴于欧洲中距离(AKA欧洲)模型的成功预测大西洋热带气旋轨道,许多人问为什么我们不只是使用此模型。这是因为它的成功在很大程度上是由于机会,而不是更好的物理。

大多数天气模型在第1天或2天非常接近,但往往有更多的预测交货时间。所谓的意大利面条图(许多模型的预测曲目的地图)将类似地揭示预测锥体。锥体较窄,模型越多,可能的轨道就越一致。

旋风和航空

对来自旋风的航空的影响通常不是空降。鉴于这些风暴的无处不在的卫星图像,常规预测和频繁的警报,任何导航都没有意外地穿透热带气旋的借口。

一些内胆的飞行员是故意收集有助于预测者的科学数据,但他们经历并配备了很好的方式。我们其他人通常都有充足的时间来看暴风雨来看,知道它在哪里,并避开了它。

航空最大的危险是基于地面的。机场可能被视为风暴方法,飞机和设施可能受到这些旋风的高风,大雨,甚至龙卷风损坏。正如普通地区的人们患有飓风的成立计划,飞行员经营或在这些地区的机场都应该有计划撤离飞机到安全的计划,而机场应该有计划最大限度地减少影响和损害的计划快速重新打开。

飞机疏散计划不一定是复杂的,并且移动飞机的昂贵且颠覆性比修复或更换。在海岸线穿过海岸线并从他们的燃料供应切断后,着陆的热带气旋很快就会失去他们的冲击。

进一步的内陆的机场甚至不到100公里(62英里),而且位于更高的地面上,通常会受到沿海机场经验丰富的强烈条件。最好避免沿着河流坐在河边的内陆机场撤离,因为飓风仍然可以在内陆的雨水井中放下超过1米(39英寸),将懒惰的河流变成危险的洪水危险。

如果您无法疏散您的飞机,最好的行动方案是确保它被安全地绑住或闲置,但您的飞机仍可能在这样的情况下损坏。在试图将飞机上朝下面向风时,没有意义,因为热带气旋在热带气旋的通道中会来自几个方向,也可能有龙卷风。

此外,在低洼的沿海机场,风暴浪涌可能是10-15英尺深或多个,并将损坏或摧毁它的道路。您还应该检查风暴通过后是否可以到达机场。正如2017年热带风暴艾莉森在热带风暴艾莉森在哈斯顿TX所做的那样,大幅雨水可以淹没整个社区,使道路不可能 - 包括机场接入道路。

即使道路没有淹没,羽绒电力线或紧急闭合可能会限制运动。在飞机所有者甚至可以评估机场留下的飞机损坏之前可能有几天。对于可能需要彻底检查的深度,机场也可能遭到淹没,可能需要彻底检查,也许是部分淹没的任何飞机的大修。

然而,最重要的是,除非您还计划与飞机撤离,否则在最后一分钟之前应妥善实施飞机疏散计划,因为应将其留出,以确保您自己的安全性。

给自己时间移动你的飞机并返回最终准备,用于庇护到位或撤离自己和家人。


Karsten Shein是Cofounder和Sexporeis的科学总监。他以前是Shippensburg University和Noaa的气候学家助理教授。 Shein拥有仪器评级的商业许可证。

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