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)測誤差，并可以改善對未來像哈維這樣的風(fēng)暴的軌跡、強(qiáng)度和降雨量的預(yù)測。

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：“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)對熱帶氣旋進(jìn)行更準(zhǔn)確預(yù)報(bào)的途徑。這可能會讓未來對熱帶氣旋相關(guān)的危害進(jìn)行更好的警告和準(zhǔn)備”。

科學(xué)家們說，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)，顯示出對預(yù)測風(fēng)暴軌跡、強(qiáng)度和降雨量的改進(jìn)。Zhang 說：“在海洋上空，除了偶爾飛入一些颶風(fēng)的偵察機(jī)外，我們沒有其他種類的云頂下的觀測數(shù)據(jù)來告訴我們哪里是風(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。這對于以后預(yù)測風(fēng)暴的強(qiáng)度或颶風(fēng)將帶來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，這種統(tǒng)計(jì)方法旨在描繪當(dāng)前天氣狀況的最準(zhǔn)確畫面，這很重要，因?yàn)榧词勾髿鈱拥奈⑿∽兓矔?dǎo)致預(yù)測在一段時(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)高級數(shù)據(jù)同化和預(yù)測技術(shù)中心的科學(xué)家們整合了來自美國地球同步運(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。科學(xué)家們說，微波傳感器查看整個垂直柱，為風(fēng)暴形成后云層下發(fā)生的事情提供了新的見解。

Zhang 說：“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，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，減少了對颶風(fēng)哈維的軌道、快速強(qiáng)化和峰值強(qiáng)度的預(yù)測誤差。他們說，同化這兩組數(shù)據(jù)使風(fēng)暴快速增強(qiáng)的預(yù)測提前期增加了 24 小時(shí)，這是一些風(fēng)暴迅速增強(qiáng)的關(guān)鍵時(shí)期。