分析海洋溫度預(yù)測颶風(fēng)強(qiáng)度
由于溫暖的海水能夠?yàn)轱Z風(fēng)提供能量并維持其在海洋上的攪動和行進(jìn),，因此科學(xué)家可根據(jù)準(zhǔn)確的水溫?cái)?shù)據(jù)來預(yù)測風(fēng)暴的強(qiáng)度。基于這一原理,，NOAA的海洋生態(tài)系統(tǒng)和氣候研究所開發(fā)出了一種更小巧、緊湊的海洋漂流浮標(biāo),，其將顯著改進(jìn)颶風(fēng)行進(jìn)路徑上水溫和其他數(shù)據(jù)的收集,，提升颶風(fēng)強(qiáng)度預(yù)測的準(zhǔn)確度。此外,，新型浮標(biāo)還能與各種飛機(jī)型號兼容,，其比只能裝載于颶風(fēng)獵人C-130J飛機(jī)的舊式浮標(biāo)更易部署，可確保在危險(xiǎn)的颶風(fēng)登陸前全部就位,。
通常情況下,，漂流浮標(biāo)會在颶風(fēng)經(jīng)過前一天左右部署完畢。它們能夠傳輸氣壓,、風(fēng)速,、海面溫度及海平面下方150米內(nèi)的水溫等有關(guān)數(shù)據(jù)，并可通過衛(wèi)星通信線路進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸,。
借無人機(jī)收集高空風(fēng)暴數(shù)據(jù)
想對颶風(fēng)進(jìn)行預(yù)測,，僅靠地面觀察和衛(wèi)星數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。而借助飛機(jī)可直接獲取和收集高空的風(fēng)暴系統(tǒng)數(shù)據(jù),，因此NOAA聯(lián)手美國航天局（NASA）等機(jī)構(gòu),，于今秋在大西洋颶風(fēng)區(qū)部署了兩架大型無人機(jī),，以便更好地了解和預(yù)測該區(qū)的颶風(fēng)。
9月初,，一架“全球鷹”（Global Hawk）飛抵弗吉尼亞州瓦勒普斯發(fā)射場,，啟動了NASA主導(dǎo)的最新颶風(fēng)科研項(xiàng)目——“颶風(fēng)和強(qiáng)風(fēng)暴哨兵”任務(wù)。該任務(wù)是NASA“地球探險(xiǎn)任務(wù)”中的一項(xiàng),，旨在研究颶風(fēng)和熱帶風(fēng)暴的形成過程以及強(qiáng)度變化,。此次任務(wù)結(jié)束后，NASA還計(jì)劃在2013年和2014年的颶風(fēng)季再次開展這些任務(wù),。
在為期一天的飛行中,，這架無人機(jī)對大西洋颶風(fēng)“萊斯利”進(jìn)行了長達(dá)10小時(shí)的數(shù)據(jù)收集。它攜帶了云物理激光雷達(dá),、掃描式高分辨率干涉儀和下投式探空儀系統(tǒng),，主要任務(wù)是對颶風(fēng)的周圍環(huán)境進(jìn)行取樣，如風(fēng)速,、風(fēng)向,、降水，甚至是風(fēng)暴下方的海平面飛沫等,。而這一任務(wù)的關(guān)鍵在于500個下投式探空儀,，它們能從高空下落穿越颶風(fēng)，并在此過程中進(jìn)行相關(guān)測量,。
按計(jì)劃,，另一架“全球鷹”也會在短期內(nèi)抵達(dá)瓦勒普斯。它將攜帶高空單片微波集成電路探通輻射計(jì)和颶風(fēng)成像輻射計(jì)等設(shè)備,，對颶風(fēng)內(nèi)部和風(fēng)暴的形成進(jìn)行研究,。兩架“全球鷹”均由地面控制臺進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。它們的翼幅為115英尺,，最高飛行高度可達(dá)6萬5千英尺,，并可在空中停留28小時(shí)。
測繪颶風(fēng)海面風(fēng)圖
了解熱帶風(fēng)暴的結(jié)構(gòu)是作出更準(zhǔn)確預(yù)測的關(guān)鍵,。例如,，即將形成颶風(fēng)風(fēng)眼的風(fēng)的變化能夠指示出它的強(qiáng)度也將發(fā)生改變。NOAA位于科羅拉多州立大學(xué)的科研機(jī)構(gòu)就開發(fā)出了一種新技術(shù),，能夠?qū)⒃醋孕l(wèi)星和飛機(jī)的觀測結(jié)果相結(jié)合,，生成高度精確的颶風(fēng)海面風(fēng)圖，其分辨率可達(dá)10米,。這些信息尤為重要,，特別是在風(fēng)暴的登陸過程中。而將可能的觀測值相互糅合并在一張風(fēng)圖上展現(xiàn),，對于研究人員而言具有重大的實(shí)用意義,。
構(gòu)建新型計(jì)算機(jī)模型系統(tǒng)
眾所周知,，預(yù)測將有多少次颶風(fēng)活動發(fā)生在給定的颶風(fēng)季極其困難，但NOAA下屬的地球物理流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室或能改變這種狀況,。該實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出了一種復(fù)雜而精細(xì)的新型計(jì)算機(jī)模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),，能夠用于預(yù)測北大西洋的季節(jié)性颶風(fēng)頻率。如果進(jìn)一步的研究證實(shí)了這一系統(tǒng)預(yù)測的準(zhǔn)確性,，該系統(tǒng)可被用于預(yù)測颶風(fēng)季前7個月的熱帶風(fēng)暴頻率,，并對季節(jié)性颶風(fēng)活動的年度變化做出預(yù)測,。
利用新型衛(wèi)星傳感器定位風(fēng)暴中心
熱帶風(fēng)暴預(yù)測中最具挑戰(zhàn)的方面之一就是定位新形成的或是正在形成的風(fēng)暴中心,。一旦確定風(fēng)暴中心，氣象學(xué)家就可啟動模擬測試并利用相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測,。在白天,，這一工作還相對易于開展，科研人員可借助衛(wèi)星觀測結(jié)果識別出低壓系統(tǒng)周圍的低空云層和指示性螺旋,，定位出風(fēng)暴中心,。而在晚上，由于不能利用可見光的觀測結(jié)果,，紅外傳感器也無法分辨出低空云層和海平面的區(qū)別,，定位風(fēng)暴中心就變得十分困難。
為解決這一難題,，NOAA在大氣領(lǐng)域的合作科研機(jī)構(gòu)嘗試使用了新型的日夜波段衛(wèi)星傳感器,，它搭載于美國國家極地軌道運(yùn)行環(huán)境衛(wèi)星之上。這種傳感器十分敏感,，因此它僅借助反射的月光也能在黑夜里辨識出風(fēng)暴中心,。這意味著科學(xué)家能夠搶占先機(jī)對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和提煉，并由此提升風(fēng)暴的預(yù)測水平,。
