在毁灭性的奥蒂斯飓风过后,我们发现自己正处于天气预报历史上的关键时刻。 飓风以每小时 165 英里的风速和倾盆大雨呼啸着登陆墨西哥沿海城市阿卡普尔科,夺走了许多人的生命。至少 48 人。
奥蒂斯加强的速度是前所未有的。 12 小时内,它从普通热带风暴升级为“5 级”飓风,这是威力最强的飓风,每年在全球范围内可能只发生几次。
这一罕见且令人震惊的事件被美国国家飓风中心描述为“噩梦场景”,打破了东太平洋 12 小时内最快强化速度的记录。奥的斯不仅让居民和当局措手不及,而且暴露了我们当前预测工具的局限性。
我专长于自然灾害研究目标是提高我们预测这些事件并最终拯救生命的能力。 至关重要的是,我们必须解决与用于预测这些灾难性事件的工具相关的紧迫问题,同时认识到快速发展的重大影响关于我们的预测能力。
我们依赖的预测工具
天气预报的核心是计算机程序或“模型”,它将温度、湿度、风和压力等大气变量与基础物理学相结合。
由于大气过程是非线性的,初始大气条件的微小程度的不确定性可能导致最终预测的巨大差异。 这就是为什么现在的一般做法是预测一组可能的场景,而不是预测最有可能发生的单一场景。
但是,虽然这些模型有助于发布早期预警和疏散命令,但它们具有根本性的局限性,并且具有很大程度的不确定性,特别是在应对罕见或极端天气时。 这种不确定性是由多种因素造成的,包括系统本质上是混沌的。
首先,历史数据并不完整,因为像奥蒂斯这样的飓风可能几千年才发生一次。 我们不知道东太平洋风暴上次在一夜之间变成五级飓风是什么时候——如果有的话——但肯定是在现代卫星和气象浮标出现之前。 我们的模型很难解释这些“一千年一遇的事件”,因为我们之前根本没有观察到它们。
在这些预测模型中,控制天气的复杂物理学也必须得到简化。 虽然这种方法对于常见情况有效,但在处理涉及罕见变量和因素组合的复杂极端事件时,它就显得不足了。
然后还有未知的未知因素:我们的模型无法解释的因素,因为我们不知道它们,或者它们尚未集成到我们的预测框架中。 各种气候驱动因素之间意想不到的相互作用可能会导致前所未有的加剧,就像奥蒂斯飓风的情况一样。
气候变化的作用
除此之外,我们还可以添加气候变化问题及其对极端天气的影响。 飓风尤其受到海面温度上升的影响,海面温度上升为风暴的形成和加剧提供了更多的能量。
气候变化与飓风加剧以及高降水量或涨潮等其他因素之间的联系是变得更加清晰。
随着既定天气模式的改变,预测风暴的行为及其强度变得更加具有挑战性。 历史数据可能不再作为可靠的指导。
前进的道路
挑战是艰巨的,但并非不可克服。 我们可以采取一些步骤来加强我们的预测,并为未来的不确定性做好更好的准备。
首先是开发更先进的预测模型,整合更广泛的因素和变量,并考虑最坏的情况。和工具可以帮助我们更有效地处理庞大而复杂的数据集。
但为了获得这些额外的数据,我们必须投资更多的天气监测站、卫星技术、人工智能工具以及大气和海洋学研究。
由于即使是世界专家及其模型也可能会受到突然的极端天气的影响,因此我们还需要教育公众了解天气预报的局限性和不确定性。
即使预测似乎不确定,我们也必须鼓励做好准备并积极响应警告。 当然,我们仍然必须缓解气候变化本身:这是天气事件加剧的根本原因。
飓风奥蒂斯立即鲜明地提醒我们,面对快速的气候变化和日益极端的天气事件,我们当前的预测工具存在不足。 天气预报领域的适应和创新的紧迫性从未如此迫切。
我们有责任迎难而上,开创一个新的预测时代,以跟上地球气候不断变化的动态。 我们的未来取决于它。
拉文德拉·贾亚拉特纳,海岸工程读者,东伦敦大学