飓风能达到多高的强度?

撰文:斯蒂芬妮·帕帕斯
2024年10月8日,飓风米尔顿的卫星图像。(图片来源:CIRA/NOAA)
飓风米尔顿预计将于周三或周四早些时候(10月9日或10日),登陆佛罗里达州海岸,似乎不知从哪里冒出来。周日只是一场热带风暴,周一(10月7日)飓风咆哮着进入5级范围,持续风速为180英里/小时(298公里/小时),周二(10月8日)略有减弱。
但米尔顿的持续风速,与理论最大值有多接近?是否有硬性限制?
持续风速有一个“速度限制”,称为最大潜在强度,但它不是绝对的,它由几个因素决定,包括海洋中的热存在。目前对风暴最大潜在强度的计算,通常在200英里/小时(322公里/小时)左右达到峰值。
但随着海洋变暖和气候变化,这种情况可能会在未来几十年内发生变化。开发该模型的麻省理工学院大气科学名誉教授克里·伊曼纽尔说,在过去 30 年里,强风暴的可能性一直在上升。实际的怪物风暴也是如此:有记录的五场风暴的风速超过 192 英里/小时(309 公里/小时),所有这些都发生在 2013 年以来。
“我认为到本世纪末,如果我们不进行大量遏制,它将接近 220 [英里/小时],”伊曼纽尔告诉 《生活科学》。
是什么推动了风暴
从美国国家海洋和大气管理局 (NOAA)退休、现在为气候风险建模机构 First Street 提供咨询的,气候科学家詹姆斯·科辛说,飓风的限速相对容易计算。飓风的燃料是它们从海洋中吸收的热量,科辛说。“水越暖,可用的燃料就越多。”
其他因素有助于确定最大的潜在强度,例如大气中的热量和云顶的温度,这决定了热量从海面移动到风暴顶部的速度,以及风切变,即大气中不同高度的风速和风向的差异。过多的风切变会撕裂风暴,削弱风暴并阻止其充分发挥潜力。伊曼纽尔说,一项对 1962 年至 1992 年间风暴的研究发现,只有 20% 的大西洋气旋达到其最大潜在强度的 80% 或更多,尽管有证据表明更大比例的风暴开始接近其理论极限。
随着海洋和大气变暖,风暴越来越强。2020 年,科辛和他的同事报告说,1979 年至 2017 年期间,主要飓风的比例每十年增加 8%。这意味着,随着气候变暖,像米尔顿这样强烈且迅速增强的风暴可能会变得令人震惊。
新的飓风类别?
飓风根据萨菲尔-辛普森等级进行分级,范围从 1 级(从74 英里/小时的持续风速或 119 公里/小时的风速开始)到 5 级(从 157 英里/小时的持续风速或 252 公里/小时的风速开始)。伊曼纽尔说,这个等级是不完整的,因为它是基于风速的,不包括风暴潮或洪水造成的破坏,它们比风更致命。
强风暴的可能性越来越大,这促使科辛和他的同事,劳伦斯国家实验室的米切尔.韦纳在 2 月份提出,萨菲尔-辛普森等级可能需要“6 级”,其中包括风速超过 192 英里/小时(308 公里/小时)的风暴。
研究人员确定了五场已经符合这一类别的风暴:2013年的台风海燕、2015年的飓风帕特里夏、2016年的台风莫兰替、2020年的台风格尼和2021年的台风苏瑞吉。帕特里夏是有记录以来最强的风暴,也是唯一一个风速超过200英里的风暴。(飓风的风速达到215英里/小时(345公里/小时),但在登陆时减弱至150英里/小时(241公里/小时)。)
韦纳说,没有人真正知道如果水温持续升高,飓风理论上能够维持的最大风速是多少。“在那些风速异常强劲、风向变化剧烈的区域,这些气流非常不稳定,”他说。
“假设我们处于一个升温 4 度的世界,这几乎是不可想象的,那里的最大可能风速远高于 192 英里/小时,”他说。“这些风暴真的能持续下去吗?我认为我们不知道。
编者按:本文于美国东部时间 10 月 9 日星期三上午 9:45 更新,以更正 200 英里/小时到公里/小时的转换。