飓风季节为何在感恩节后结束的科学

你可能知道飓风季节在11月30日正式“结束”,这当然是一个值得记住的时刻。正如预测的那样,大西洋飓风季节非常活跃,也打破了记录。有18个命名风暴。其中11个成为飓风,其中5个被归类为大型(三级或更高)。像贝丽尔、海伦和米尔顿这样的毁灭性风暴造成了数千亿美元的损失,并永远改变了人们的生活。你知道这一切,但我怀疑许多读者可能会想知道为什么这个季节在感恩节后不久就“结束”了。原因如下。

就像气象学中的许多事情一样,物理学是飓风季节在11月“结束”的根源。顺便说一句,我稍后将解释“结束”一词周围引用的用法。大西洋飓风季节从6月1日开始,这也是夏季气象的第一天。从气候学角度来看,海洋热含量和相关的海面温度在那个时候成为热带发展的支撑。海洋热含量是从海面到26°C温度的综合温度。根据美国国家海洋和大气管理局网站,支持飓风发展需要六个基本条件:

温暖的海水、离赤道的距离、有利于空气上升的大气、充足的水分、弱的垂直风切变和某种类型的幼苗波或系统。海面温度通常被用作飓风潜力的指标。我的同事Scott Lindstrom的CIMSS卫星博客用飓风米尔顿(2024)说明了其中的许多概念。根据美国国家海洋和大气管理局的说法,“第一个条件是海水温度必须高于26摄氏度(79华氏度)。

低于这个阈值温度,飓风一旦在低于这个阈值的水面上移动,就不会形成或会迅速减弱。”这一条件与季节循环密切相关。虽然气温在6月份开始上升,但由于水的比热较高,水温通常会滞后。什么是比热?它是将温度升高1摄氏度所需的给定单位质量的热量。由于水的比热很高,飓风活动高峰期发生在8月至9月。如果你曾经在炎热的六月去过佛罗里达州的海滩,你可能已经体验过比热的力量。

沙子(比热较低,因此升温较快)让你的脚感觉很热,而水可能很冷。上图显示了2024年大西洋主要开发区2024年的SST周期,以及与前几年的比较。从历史上看,SST阈值在5月至6月左右达到。11月后,气温开始大幅下降。此外,随着冬季的临近,更多的急流活动向赤道方向蜿蜒,盆地中更强的风切变开始进入方程。近年来,气候变暖使整个SST周期转向了更高的值。橙色和红色线条分别代表2023年和2024年。

2024年,全年平均气温保持在26摄氏度以上。还有许多其他年份的气温在6月至11月的窗口之外仍然足够温暖,可以进行热带气旋活动,这反映在下图中。我记得在与家人一起离开南卡罗来纳州查尔斯顿的游轮上,受到了一场“季前赛”热带风暴的影响。很明显,风暴也可能在5月或12月形成。这让我回到了为什么我在本文前面写了“结束”。2016年,我在1月中旬目睹飓风亚历克斯后,在福布斯网站上写了一篇文章。

我认为,“在这一点上,我可能会挑衅性地问飓风季节的概念是否已经过时,但我不会采取点击诱饵的路线。”2005年的飓风季节带来了卡特里娜飓风,但这也是我们第一个没有名字,不得不使用希腊字母的季节。该季节最后一次命名风暴是在2006年1月。在过去的十年里,学者们开始质疑飓风季节是否需要延长。在2016年美国气象学会的一篇博客文章中,作者写道:

“在与国家飓风中心预报员飓风专家组组长詹姆斯·富兰克林的电子邮件交流中,他指出,目前为期6个月的大西洋飓风季节是在1965年建立的,其基础是大西洋盆地(包括北半球大西洋、加勒比海和墨西哥湾)每年约97%的热带气旋活动的形成日期。”在同一篇博客中,地下气象局的鲍勃·汉森和杰夫·马斯特斯的分析显示,“自1851年开始记录以来,在33年中形成了41个季前热带或亚热带系统。

自1960年卫星时代开始以来,这改善了对全流域热带系统的探测,他们发现大西洋平均每2-3年就有一个这样的系统。”2022年发表在《自然》杂志上的一项研究将季前风暴的趋势归因于一个更有利于今年早些时候形成的热力学环境(变暖)。时间和进一步的分析将决定是否需要延长赛季。目前,它在土耳其日后几天结束。