不同以往,為何這次侵襲美國的龍捲風殺傷力那麼大?

作者 | 發布日期 2021 年 12 月 15 日 15:56 | 分類 環境科學 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


美國中西部 6 州上週末發生多達 30 起龍捲風,至今超過 90 人死亡,74 人死於肯塔基州,阿肯色州、伊利諾州、密蘇里州、密西西比州及田納西州也有數人死亡。為什麼這次龍捲風破壞性極強,且比多數龍捲風襲擊時間晚許多?

外媒 The Verge 採訪中央密西根大學(Central Michigan University)主要研究龍捲風的氣象學副教授 John T. Allen,想了解為何這次龍捲風殺傷力那麼大。

▲ 龍捲風侵襲美國中西部 6 州(紅線處) 。(Source:Wmrwiki, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons)

龍捲風對科學家來說仍是個謎,雖然知道形成龍捲風的基本氣象因素及出現時間地點,據一些早期研究,美國龍捲風侵襲次數比其他國家要多,但受全球暖化、氣候變遷影響,這些「正常狀況」正在改變,這些交互關係不夠明確,因此科學家需更深入了解引發龍捲風的完美條件,才能弄清楚全球暖化如何影響氣候秩序。

這次龍捲風長度很可能破紀錄

據氣象局觀測紀錄,這場龍捲風跨越長度超過 352 公里,是史上路徑最長的龍捲風之一。目前最長紀錄為 1925 年橫跨 3 州、路徑 352 公里的龍捲風。

John T. Allen 認為,這次事件如此嚴重,主因在幾個軌道特別長的龍捲風,從阿肯色州延伸到肯塔基州;另一原因是破壞力特別強,有些城鎮徹底摧毀,死亡人數相當多,這次的龍捲風也將成為歷史性事件。

這次龍捲風罕見出現在 12 月中且規模較大,不過 John T. Allen 表示,只要條件合適,就算聖誕節也可能出現龍捲風。一些研究還發現,美國中西部和東南部部分地區龍捲風更多,過去更常見的大平原地區龍捲風反而少。

暖冬增加龍捲風生成機率

要預測龍捲風可說相當困難,目前科學家著重可能引發龍捲風的因素跟條件,如溫暖潮濕的空氣,以及隨著高度變化的風速。John T. Allen 指出,未來受氣候暖化影響,冬季爆發龍捲風的次數可能拉長且威力更強,每上升 1°C,秋季、冬季和早春產生的龍捲風機率增加至 25%。

美國田納西州曼非斯(Memphis)10 日氣溫達 80°F(約 26.67°C),對冬天來說異常溫暖,由於風暴靠地表附近相對溫暖潮濕的空氣,以增加能量,產生強大的上升氣流,所以在這條件下,風暴獲得更強垂直運動,形成更強大的風暴甚至龍捲風。

此外,形成龍捲風的另一個絕對因素是風切(wind shear),讓不同高度的雲層往不同方向移動,也能集結風暴,使其更持久,但這不是日常典型的暴風雨(thunderstorm),且特殊情況下很可能持續 7 小時多,更有機會形成龍捲風。

目前很多不同的機制可能產生龍捲風,一般來說需要超大型暴風雨,有極不穩定的空氣擾動,或高溫高濕空氣與冷空氣劇烈輻合作用,當超大暴風雨開始從中層旋轉,過程產生下沉氣流,帶動表面旋轉更劇烈,超過每小時 50 英里時,就稱為「龍捲風」。不過 John T. Allen 坦言,確切機制仍有待觀察。

(首圖來源:達志影像)

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