編者註：在本每週系列中，Livescience探討了技術如何推動科學探索和發現。
預測風暴的強大，颶風，龍捲風還是雷暴將是一部分科學和部分藝術 - 沒有復雜的測量和預測技術，就不可能。
為了創建這些預測，氣象學家結合了通過複雜的計算機模型的大氣傳感器，氣球，雷達，衛星和飛機監測的觀察結果，以預測何時會形成風暴，在哪裡襲擊以及它的嚴重程度。
預測風暴俄克拉荷馬州諾曼市國家海洋和大氣管理局（NOAA）的風暴預測中心（SPC）的氣象學家格雷格·卡賓（Greg Carbin）說，這很像是在醫學。
卡賓告訴《生命科學》：“你去看醫生，告訴醫生你的症狀，醫生在預後之前做出診斷。” “我們需要盡力診斷大氣的當前狀態，然後才能嘗試預測。” [上面的颶風：參見大自然的最大風暴這是給出的
雷暴，冰雹和龍捲風
SPC主要關注預測雷暴和龍捲風在美國大陸。其工作的核心是氣候學，對氣候的研究以及它們的變化。卡賓說，對天氣的基本了解取決於歷史記錄。
卡賓說：“我們對一年中該國面臨最大風險的一年中的時間有很好的了解。”在美國中部和南部，最大的風險風險發生在春季和初夏。卡賓說，當時，冬季旋風中留下的溫暖，潮濕的空氣遇到了噴氣流的風，產生了大風，龍捲風和危險的冰雹。
有了這些知識，預報員可以在一年中的這個時候密切關注風暴系統。風暴預測始於測量當前天氣狀況，例如氣溫，氣壓和風速。卡賓說，該國的每個機場每五分鐘收集一次此信息。
氣象學家將這些測量結果與來自天氣氣球的信息結合起來，以測量大氣和地靜止衛星中各個高度的條件，這些衛星在大氣中感知水分並揭示雲的位置。
所有天氣和衛星數據都被饋入數值模擬在超級計算機上運行，這會消除數字並吐出大氣行為的模型。科學家將該輸出與天氣觀測結果進行了比較，如果這是一個很好的匹配，他們會使用該模型進行預測。
一旦風暴釀造，科學家便開始使用雷達對其進行監測。雷達能量從雲層內部的降水中射出，反射信號的強度揭示了風暴系統中的水分，雪，冰雹或灰塵的密度。信號的頻率告訴科學家是風暴是向雷達源移動還是遠離雷達。
如果風暴旋轉，它可能會產生龍捲風。由於龍捲風相對較小，本地化特徵，氣象學家不能提前幾個小時預測它們。
颶風和風暴潮
颶風相比之下，在水上形成的天氣系統更大，移動較慢的天氣系統，因此預報員有更多的提前時間來預測何時襲擊陸地。
邁阿密的NOAA國家颶風中心（NHC）使用各種預測颶風的工具。一些最重要的是地靜止的操作環境衛星（GOOS），該衛星監視了美國的東部和西部以及大西洋和太平洋的邊界地區。颶風預測者使用一種稱為DVorak技術的方法，其中包括衛星圖像來估計熱帶風暴系統的強度。 [信息圖：風暴季節！颶風如何，何時何地形成這是給出的
一旦發展中的颶風進入海岸範圍內，NOAA就會派出颶風獵人飛機。飛機直接飛向風暴以測量其參數。 NHC發言人和氣象學家Dennis Feltgen說：“將颶風獵人視為暴風雨的'MRI'。”在暴風雨中，飛機彈出一種稱為Dropsonde的儀器，該儀器降落在降落下，並傳達有關氣溫，濕度以及風速和方向的信息。該樂器後來在海洋中降解。
颶風獵人收集的數據進入了計算機模型上運行的計算機模型，例如SPC氣象學家使用的計算機模型。
“我們使用許多計算機模型。沒有一個完美的模型。” Feltgen告訴LiveScience。預報員將模型數據與衛星數據，飛機數據及其自身的經驗集成在一起。 Feltgen說：“氣象學家一直在尋找盡可能多的數據。”
預測風暴損害
預報員使用數據將颶風分類Saffir-Simpson颶風風量表，持續風速1至5級。量表估計潛在的財產損失，從1（“非常危險的風會造成一定的損害”）到5（“災難性損害將發生”）。
但是，颶風對生命和財產的最大威脅通常來自風暴潮（風暴潮），這是由於暴風雨引起的海水的上升 - 薩菲爾 - 辛普森評級沒有考慮到這一風暴。費特根說，颶風疏散區不是基於風，而是基於水，儘管沒有風暴潮的規模。 [風暴潮視頻：颶風最致命的部分這是給出的
但是，NHC確實有一個風暴潮單元，從2015年開始，它將具有風暴潮監視和警告系統，與颶風監視和警告系統分開。
2012年6月，桑迪颶風襲擊東北五個月，科學家建模風暴激增將如何影響史坦頓島，紐約該模型與桑迪（Sandy）的實際風暴激增相匹配。
“計算機預測已經走了很長一段路，” Feltgen說。他說，但最終，應急管理人員是使用這些信息來決定如何為風暴做準備的人。
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