2017 年，颶風(fēng)“哈維”（Harvey）在德克薩斯州沿海登陸后并未繼續(xù)向前推進(jìn)，因而導(dǎo)致降雨量刷新歷史記錄，成為美國(guó)歷史上最具破壞性的風(fēng)暴之一。賓夕法尼亞州立大學(xué)的科學(xué)家表示，一項(xiàng)使用現(xiàn)成數(shù)據(jù)的新技術(shù)可以減少預(yù)測(cè)誤差，并可以改善對(duì)未來(lái)像哈維這樣的風(fēng)暴的軌跡、強(qiáng)度和降雨量的預(yù)測(cè)。

賓夕法尼亞州立大學(xué)氣象學(xué)和大氣科學(xué)系助理研究教授 Yunji Zhang 說(shuō)：“我們的研究表明，存在利用現(xiàn)有但未被充分利用的數(shù)據(jù)對(duì)熱帶氣旋進(jìn)行更準(zhǔn)確預(yù)報(bào)的途徑。這可能會(huì)讓未來(lái)對(duì)熱帶氣旋相關(guān)的危害進(jìn)行更好的警告和準(zhǔn)備”。

科學(xué)家們說(shuō)，將低地軌道衛(wèi)星收集的微波數(shù)據(jù)添加到現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)天氣預(yù)報(bào)模型中，在使用哈維颶風(fēng)作為案例研究時(shí)，顯示出對(duì)預(yù)測(cè)風(fēng)暴軌跡、強(qiáng)度和降雨量的改進(jìn)。Zhang 說(shuō)：“在海洋上空，除了偶爾飛入一些颶風(fēng)的偵察機(jī)外，我們沒(méi)有其他種類(lèi)的云頂下的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)告訴我們哪里是風(fēng)眼墻（Eyewall，指颶風(fēng)中心低壓區(qū)，它和外層氣壓差越大，颶風(fēng)越強(qiáng)），以及這些地區(qū)有多少雨或雪顆粒。這對(duì)于以后預(yù)測(cè)風(fēng)暴的強(qiáng)度或颶風(fēng)將帶來(lái)多少降雨量非常重要”。

這項(xiàng)研究建立在該團(tuán)隊(duì)先前的工作基礎(chǔ)上，該工作利用數(shù)據(jù)同化改善了颶風(fēng)預(yù)測(cè)，這種統(tǒng)計(jì)方法旨在描繪當(dāng)前天氣狀況的最準(zhǔn)確畫(huà)面，這很重要，因?yàn)榧词勾髿鈱拥奈⑿∽兓矔?huì)導(dǎo)致預(yù)測(cè)在一段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)巨大差異。

在之前的工作中，賓夕法尼亞州立大學(xué)高級(jí)數(shù)據(jù)同化和預(yù)測(cè)技術(shù)中心的科學(xué)家們整合了來(lái)自美國(guó)地球同步運(yùn)行環(huán)境衛(wèi)星（GOES-16）的紅外亮度溫度數(shù)據(jù)。亮度溫度顯示了地球上和大氣層中的物體發(fā)出了多少輻射，科學(xué)家們利用不同頻率的紅外亮度溫度來(lái)更好地描繪大氣中的水汽和云的形成。但是紅外傳感器只捕捉到云頂上發(fā)生的情況?？茖W(xué)家們說(shuō)，微波傳感器查看整個(gè)垂直柱，為風(fēng)暴形成后云層下發(fā)生的事情提供了新的見(jiàn)解。

Zhang 說(shuō)：“當(dāng)颶風(fēng)在發(fā)展的后期階段成熟時(shí)，這一點(diǎn)特別重要，因?yàn)槟菚r(shí)存在明顯的、連貫的云層結(jié)構(gòu)，你無(wú)法看到它們下面發(fā)生了什么。那是颶風(fēng)最危險(xiǎn)的時(shí)候，因?yàn)樗鼈兎浅?qiáng)大，有時(shí)已經(jīng)接近登陸點(diǎn)并威脅到人們。這時(shí)，微波數(shù)據(jù)將提供最有價(jià)值的信息”。

研究人員在《地球物理研究快報(bào)》雜志上報(bào)告說(shuō)，與單獨(dú)的紅外輻射相比，將同化的紅外和微波數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，減少了對(duì)颶風(fēng)哈維的軌道、快速?gòu)?qiáng)化和峰值強(qiáng)度的預(yù)測(cè)誤差。他們說(shuō)，同化這兩組數(shù)據(jù)使風(fēng)暴快速增強(qiáng)的預(yù)測(cè)提前期增加了 24 小時(shí)，這是一些風(fēng)暴迅速增強(qiáng)的關(guān)鍵時(shí)期。