科学家尝试提高对飓风的预测能力 -飓风预警

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作者：Angela Nicoletti

来源：中国数字科技馆

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图片来源：佛罗里达国际大学

佛罗里达国际大学（Florida International University, FIU）环境研究院的研究者正在为科学家们配备一个数据库，该库可以提高科学家们预测飓风对滨海社区影响的能力，有望改善社区的应对计划。

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科学家们预计飓风活动在2020年会更加频发，因此预测不同生态系统之间反应和恢复能力的差异至关重要。然而，为了能更好地预测未来飓风对滨海社区的影响，科学家们需要明白过去的风暴是如何影响陆地和水域的生态系统的，而且在各领域研究的数据收集方法需要保持一致。

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这就是为什么FIU的研究人员要与来自其它大学和机构的科学家团队，创建这个数据库。这个数据库提供过去飓风的信息，可以指导将来需要收集何种数据。作为这个项目的一部分，他们也建立了一个研究框架，以对比飓风对生态系统内外的影响。

该团队总共从加勒比海、墨西哥湾与北美大西洋沿岸飓风的中收集了接近3万条数据记录，还收录了影响台湾和缅甸台风的数据。“我们开始在这些不同的生态系统中发现相似的模式，这些模式使我们能够预测在飓风发生频率较高的地方产生的飓风会带来的后果，并预测它们从外海移动至近岸和内陆时对不同社区的影响，”环境研究所的生态学家John Kominoski说。

长期以来，科学家们一直面临着一个挑战，那就是如何全面地观察和比较陆地和水域上不同生态系统对飓风的反应，困难在于没有两个飓风是一模一样的。实际上，它们和它们的名字一样独一无二。有的规模较小、影响集中，有的规模较大、影响深远。飓风的风速和降雨总量各不相同，路线不一。

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即使两个风暴可能属于同一类别，它们也可以截然不同。以出奇活跃的2017年飓风季节为例。这一年的8月，飓风“哈维”（Harvey）以每小时40英里的时速在德克萨斯州登陆，它以130英里/小时的风速划为第四类，暴风雨造成强降雨和大面积洪水。一个月后，飓风“爱玛”（Irma）登陆佛罗里达，风速也是130英里/小时，也被列为第四类，虽然带来的降雨量很小，但是引起的风暴潮是毁灭性的。

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决定飓风对环境影响程度的是风暴中的微小变量。在创建框架时，科学家团队知道他们必须将这些气象变量考虑在内。

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“飓风来临时，可能会有大量风和水进入不同的生态系统，生态系统的边界变得模糊不清，特别是在风暴潮将海洋生物冲到陆地区域时。”在环境研究所研究热带植物生态的博士生J. Aaron Hogan说。这种边界的模糊化表明，虽然生态系统是独立的，但这并不意味着它们不会相互接触。

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该项目的主要目标是指出在测定各个生态系统响应时间上可能存在的相似之处。该框架将使我们能更细致地比较生态系统的抵抗力（它已经改变了多少）和恢复力（它多快能恢复回飓风前的状态）。例如，如果在伊尔玛（Irma）飓风之前，小牛鲨逃离了孕育它们的佛罗里达大沼泽，之后在飓风过后的某个特定时间点返回——该时间线是否对应其它的生态系统变化，例如水中的氮含量此时恢复正常。

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“作为研究飓风影响的研究人员，我们仍然没有一种全面的方法来比较这些影响。”Hogan说，“不过现在我们更近了一步。”这项工作由NSF工作室资助。概念图诞生于得克萨斯州Corpus Christi的工作室参与者间的持续数天的讨论中，并且最近发表在《生物科学》（BioScience）上。