2020年的飓风屡破纪录，若再不引起重视，人类将受到威胁

很明显，在2020年大西洋飓风季节开始之前，它将会很频繁。六个月后，我们回顾了一系列打破记录的事件，即使在11月30日这个飓风季节正式结束时，风暴可能仍然没有结束。

这个季节生成了30个被命名的风暴，打破了2005年的记录，当时卡特里娜飓风袭击了新奥尔良。这是自20世纪50年代开始命名以来，风暴名称列表第二次被用完。有10次风暴迅速增强，这是自1995年以来未曾见过的。12个登陆美国，也创造了新的记录。其中6个登陆风暴的强度为飓风，与另一项纪录持平。

大气科学家研究目标是更好地理解是什么推动了热带气旋的形成，以及气候变化如何在更长的时间尺度上影响它们。以下是有关2020年的调查结果，以及未来可能发生的情况。

为什么2020年会有这么多风暴？

两个关键因素不幸地结合在一起，使得热带风暴的季节已经成熟。首先，拉尼娜现象在赤道太平洋形成，表层海水较冷，而且比预期的要强烈。赤道太平洋的冷却使得热带风暴更容易在大西洋形成并增强强度。这是因为拉尼娜减弱了热带大西洋上空的垂直风切变。垂直风切变（风速随海拔高度的变化）对风暴的发展具有极大的破坏性。

• 热带风暴路径显示了2020年大西洋飓风季节的频繁程度。

随着拉尼娜现象在这个季节的形成，热带大西洋变得更加适宜风暴的形成和增强。

第二个关键因素是大西洋，包括墨西哥湾和加勒比地区的极端温暖的温度。飓风的动力来自于海洋向大气的热量传递。因此，海洋表面温度决定了风暴在完美条件下可能达到的最大潜在强度——就像飓风强度的热力学“速度极限”。

这个季节，包括有记录以来大西洋风暴最活跃的9月份在内，大西洋飓风盆地的海洋表面温度接近了历史最高水平。

气候变化和它有什么关系？

这个季节故事的一个重要部分是我们正在目睹的大西洋变暖趋势，这是史无前例的，至少可以追溯到几千年前。

海洋储存了大量被温室气体捕获的多余热量。由于人类活动（如燃烧化石燃料）导致温室气体浓度持续上升，未来几十年海洋表面平均温度可能会继续上升。

• 2020年9月大西洋海洋表面温度高于1981-2010年的平均温度。

目前还不清楚气候变化是否导致了这个季节的极端多的风暴。在全球飓风频率方面没有可探测的趋势，计算机模拟研究得出了相互矛盾的结果。

然而，气候变暖正在以其他方式增加飓风造成的威胁。

包括大西洋在内的世界各地都观测到越来越多的3、4和5级强风暴。由于海洋温度控制着热带气旋的潜在强度，气候变化很可能是这一趋势背后的原因，预计这一趋势将持续下去。

美国还出现了更多的极端降雨风暴。想想2017年飓风哈维在休斯顿地区50英寸的降雨量，2018年佛罗伦萨在北卡罗来纳州30多英寸的降雨量。气候变暖在这里也起到了关键作用。随着温度的升高，更多的水能够蒸发到大气中，导致空气中的水分增加。这个季节有10场风暴经历了快速增强——24小时内最高风速增加了35英里每小时。迅速增强的风暴尤其危险，因为：

1. 它们很难准确预测，
2. 它们在登陆前增强时，撤离时间很紧迫。

飓风劳拉和莎莉在这个季节登陆墨西哥湾海岸之前都迅速增强。埃塔在袭击尼加拉瓜之前迅速增强为4级，而仅仅两周后，约塔又在同一地点重复了同样的动作。

• 卫星仪器捕捉到11月16日在尼加拉瓜登陆的飓风约塔。这幅图像显示了云层顶部的温度，从而告诉科学家云层有多高。

近几十年来，对热带气旋轨迹或路径的预测有了显著改善，甚至可以提前5天预测。然而，相比之下，有关风暴形成和增强的预报几乎没有改善。

虽然美国国家飓风中心发布的官方飓风预报是由人类预报员发布的，但它们在很大程度上依赖于数值预报模型的指导，而在飓风快速增强方面，这些模型非常不准确。因此，解决这一问题取决于研究人员提高数值预测模型精度的能力。

天气模型的复杂性使这成为一项艰巨的挑战。然而，随着研究人员更多地了解飓风是如何形成和加强的，以及确定计算机模型预测错误的根本原因，这个问题变得更容易处理。

我们的最新研究探索了云如何产生温室效应，捕获热量，使飓风更快地形成和加强。改进数值模型对云反馈的解释，最终有望实现更准确的预测。收集发展中风暴的新测量数据的创新方法，将其缩小到最小的尺度，对于指导这些改进也是必要的。

鉴于高强度风暴的上升趋势，来自这些风暴的风险只会增加。准确预测它们如何以及何时形成、加强和威胁沿海人口的能力至关重要。