飓风猎人:飞入5级飓风的中心,为什么还能完好无损?

飓风猎人:飞入5级飓风的中心,为什么还能完好无损?

2019年8月29日,飓风猎人正准备展开针对飓风“多里安”的侦察任务。
图片来源:美国国家海洋和大气管理局(NOAA)

气象侦察机“青蛙克米特”(Kermit)和“猪小姐皮吉”(Miss Piggy)划过飓风的眼壁(eyewall),“受到狂风骤雨以及猛烈的上升气流和下降气流的连续冲击”,双双进入到风暴平静的中心位置,即它的风眼(eye)。这两架四引擎涡轮螺旋桨飞机的乘客,是来自国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administr,NOAA)的飓风狩猎科学家(hurricane hunting scientist),在飓风的风眼处,“青蛙克米特”和“猪小姐皮吉”开始了它们的工作。

这两架洛克希德WP-3D型号猎户座飞机(Lockheed WP-3D Orion aircraft)的名字,来自深受人们喜爱的著名布偶,这两只布偶则是美国综艺节目《大青蛙布偶秀》(The Muppet Show)中的明星。虽然NOAA并没有真正解释这样命名的原因,但毫无疑问,对于高空飞行的飞机而言,“青蛙克米特”和“猪小姐皮吉”是一种充满爱意的称号;“特别装配”的气象站则是飓风预报的关键所在。

国家海洋和大气管理局飓风猎人(Hurricane Hunter)“探测每一次风向和压力的变化,在持续时间长达8到10小时的任务中,一次又一次地重复着艰苦疲乏的探测经历。”

它们和他们都是英雄,真正的英雄。

在过去的几天之中,机组人员飞入了飓风“多里安”(Hurricane Dorian)的内部,目睹了见所未见的热带气旋内部强度,团队负责人的原话是:“前所未有(Unprecedented)。”

飓风猎人的研究基地设立在佛罗里达州莱克兰市,实际上早在1961年,科学家就开始搭乘飞机进入风暴之中,直接对飓风进行大气研究,但直到1970年NOAA的创建,相关的研究计划才真正开始实施,经过了近半个世纪的发展,才有了如今较为成熟的研究计划。

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在过去几天,飓风猎人的主要使命就是研究飓风“多里安”,他们所研究的数据、照片和视频既引人入胜又令人恐惧。

关于飓风猎人,以下是你需要知道的5个事实:

1、NOAA飓风猎人团队负责人表示,他们在飓风“多里安”的风眼处看到的景象,是前所未见的

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飓风“多里安”风眼中的景象。
图片来源:伊恩•西尔斯(Ian Sears)/NOAA飓风猎人脸书(@The NOAA Hurricane Hunters)2019年9月1日

飓风猎人飞机飞行到风眼之中时,科学家发现了此前从未见过的景象。

“飓风猎人飞机上,装配着测量海洋表面微波辐射的仪器,能够进一步得到飓风的风速,”负责人理查德•亨宁(Richard Henning)在有线电视采访中解释说。

“从今天早晨开始,我们的飞机测得的风速数值就异常之高,以至于飓风中心一度怀疑数据的真实性。”亨宁正在说这句话的时候,一条185MPH(185迈,约297.7千米每小时)的风速数据刚刚出炉,NOAA的机组人员和国家气象预报员全都震惊了。

“这样的数据格外少见。”亨宁说飓风猎人科学家当时直接扔下手中的测量仪器,只为确认读数无误,然后惊呼“真是前所未见。”

2、飓风猎人的机组人员飞进“多里安”的风眼之中,拍下了他们“多里安之旅”中惊为天人的照片和视频

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“多里安”之眼。
图片来源:加勒特•布莱克(Garrett Black)推特(@GBlack22wx)2019年9月1 日

在飞机穿越飓风时,飓风猎人科学家部署了GPS“下投式测风探空仪”(drop wind sondes),在它被下投落向大海时,这种仪器能连续地传回测得的压力、湿度、温度以及风向和风速,让科学家得以详细地了解风暴的结构和强度。与此同时,飓风猎人飞机的多普勒雷达系统和较低的机身雷达系统可以对风暴进行纵向和横向的扫描,让科学家和气象预报员能实时观测飓风的情况。

相关的工作原理如下:

飓风猎人收集到的相关数据有非常多的作用,其中之一就是NOAA借此开发了阶梯频率微波辐射计(Stepped Frequency Microwave Radiometers),可用于测量飓风和热带风暴中的海表风速和降雨率,这两个指标是致命风暴浪涌(surge)判断的关键,而浪涌则是飓风相关的主要死因。

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2019年8月30日,NOAA的“青蛙克米特”飞向飓风“多里安”的眼壁。
图片来源:罗伯特•米切尔(Robert Mitchell)/ NOAA飓风猎人脸书(@The NOAA Hurricane Hunters)2019年9月1日

但是抛开气象研究,对于非专业的人来说,飓风猎人最重要的任务就是侦察:确定风暴的中心位置、测出风眼附近的中心压力和表面风速。美国空军(U.S. Air Force)预备役(Force Reserve)第53天期侦查中队(53rd Weather Reconnaissance Squadron)同样也对侦察任务进行了支持。NOAA表示,对于脆弱的大西洋和墨西哥湾沿岸而言,研究和侦察飞行两方面的信息,都能直接帮助保障当地居民和游客的安全。

3. 飓风猎人的头号常见问题:“为什么NOAA的猎人飞机不会被飓风撕得四分五裂呢?”

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“多里安”内部的NOAA飓风猎人。
图片来源:NOAA

在NOAA的飓风猎人网页上,有一个常见问题解答板块,但其中只有一个问题,那就是:“为什么NOAA的猎人飞机不会被飓风撕得四分五裂呢?”

NOAA的回复是:“在飞行过程中,飞机一般不会受到强风的破坏。在冬天的时候,大型客机也常常在风速超过150英里/小时(约240千米/小时)的‘喷流’中飞越美国。能够对飞机造成摧毁或导致其失去控制的,其实是剪切力,或在水平方向或垂直方向上风向的突然转变。这就是为什么NOAA的飓风猎人飞机不会去飞越龙卷风(译者注:剪切力是龙卷风形成的必要条件之一)。基于这一原理,NOAA的飞行员和机组人员能经常(当然也不是想啥时候飞就啥时候飞)在高风速环境中执行飞行任务,而不必担心被强风撕得四分五裂。”

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回到密西西比州凯斯勒空军基地(Keesler Air Force Base)后,飓风猎人发布了几张“多里安”的图片。
图片来源:飓风猎人推特(@53rdWRS)2019年9月1 日

“与此同时,他们一直在监测恶劣天气和剪切力的‘热门活动’,因此一旦风力或剪切力过于强劲,他们一般也能用雷达识别出来。”

4. 飓风猎人最初的使命其实是在“风暴之怒”计划(“StormFury” Program)中“修正”飓风

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飓风猎人:属于美国空军第53天气侦查中队的C-130型号飞机尾部。
图片来源:NOAA

在一开始,飓风猎人其实是1961年研究飞行设备(Research Flight Facility,RFF)计划的一部分,该计划被称为“风暴之怒”(Stormfury),是一系列包括“早期修正飓风尝试”在内的大气研究计划,美国的气象学家和美国国防部(Department of Defense)一同“研究与飓风相关的信息,以便能够确定,通过动态人工造云(cloud seeding)能否降低飓风的强度,从而达到正向的修正结果。”

NOAA的数据表明,在整个20世纪60年代和70年代初期,研究飞行设备计划进行了数不胜数的大气研究项目,涉及的飞机运营地从迈阿密国际机场拓展到了全球范围:从北极到印度、西非都有飞机参与。

1975年,研究飞行设备计划与环境研究实验室(Environmental Research Laboratories)进行了合并,也有更多新飞机参与了这项全面展开的计划。在90年代初期,NOAA的飞机位于佛罗里达州坦帕市的麦克迪尔空军基地(MacDill Air Force Base),但相关的研究计划已经遍布美国和世界各地,“在开阔的海洋、山脉、沿海湿地和北极冰层之上”。

总体而言,NOAA的使命是“描述和预测地球环境的变化,并以一种明智的方式保护和管理美国的沿海和海洋资源。努力工作且非常专业的NOAA飞机则直接支持这一使命,为科学家提供独特的平台,以精确地观察、测量并绘制我们的海洋和大气动态。”

而飓风猎人则是它们之中最为著名的飞机团队之一。

5.  因此,对于飓风猎人的出现,你可以感谢理查德•米尔豪斯•尼克松(Richard Milhous Nixon),他于1970年创建了NOAA

理查德•米尔豪斯•尼克松总统于1970年7月提议建立国家海洋和大气管理局,三个月后,NOAA就诞生了。尼克松当时所说的目标是:“将美国的科学努力统一在一个机构之下。”

成立以来,NOAA一直为其他联邦机构、私营部门研究和美国公众提供科学和技术服务,并负责预测海洋、大气和海洋生物资源的变化。

参考来源:
[1] https://heavy.com/news/2019/09/dorian-hurricane-hunters

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