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人類是否能夠阻止肆虐的颶風天氣?

  在熱帶氣旋(風速超過每小時119公里時才能被認為是颶風)中,眼壁是風力最強的區域,降水量也最大,其包圍的中心便是“風眼”,是一個雲淡風輕的區域。

  颶風可能會給沿海地區和島嶼造成嚴重的破壞,而想要阻止正在肆虐的颶風,似乎是一個很愚蠢的想法。然而,如果拒絕思考這些看似愚蠢的想法,人類又怎麼能實現登月這樣的壯舉呢?的確,颶風的威力強大,規模驚人,但人類的集體智慧也是如此!如今,考慮到氣候危機已經近在眼前,我們真的需要更多的嘗試和思考。事實上,早在幾十年前,就有主流科學家在認真研究這個問題。那麼,究竟有什麼方法能阻止颶風呢?幾位相關領域的研究者做出瞭解答。

  亞歷山德拉•安德森弗雷(華盛頓大學大氣科學助理教授)

  在應對強大而危險的自然力量時,最重要的通常是尋找一個明確而直接的解決方案。不幸的是,最普遍建議的方法往往一點也不直接。讓我們從最基礎的知識開始,熱帶氣旋(風速超過每小時119公里時才能被認為是颶風)是一個巨大的、不停攪動和旋轉的風暴,由溫暖的熱帶海洋提供的熱量所驅動,眼壁是風力最強的區域,降水量也最大,其包圍的中心便是“風眼”,是一個雲淡風輕的區域。

  那麼,颶風的環流理論上是有可能會被一場足夠強大的爆炸打斷的……但如果你考慮到這場爆炸的規模,可能就不這麼樂觀了。颶風釋放的熱量相當於每20分鐘爆炸一顆1000萬噸的核彈,這一能量遠遠超過了人類每年的能源消耗。即使不考慮頻繁的核輻射塵降物所帶來的重大公共健康問題,在每個風暴季節,多次消耗如此大量的能源所涉及的後勤保障也將是不可估量的。

  那溫暖的海水呢?顯然,如果我們能解除這些巨型風暴的動力來源,那它們就會失去破壞力。人們提出了各種理論,包括攪動深處的較冷海水,以及從北極拖來冰山以抑制近海表熱源,等等。同樣,這些方法所涉及的後勤工作量堪稱荒誕:美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的大西洋海洋和氣象實驗室估計,如果想讓颶風眼壁區域的持續時間減少24小時,那將需要影響超過7200平方英里(約合18600平方公里)的海洋。考慮到軌跡預測的不確定性,冷卻區域將覆蓋24000平方英里(約合62000平方公里)。即使有人找到方法,能將足夠大的冰塊迅速放入24000平方英里的“湯碗”中,突然的冷卻也會對海洋生物造成毀滅性的影響。隨著時間的推移,任何基於冷卻海洋表面的方法都變得更加不可行,因為許多觀測結果顯示海洋表面溫度在不斷上升(氣候模型的預測也在持續上升)。

  過去曾有人試圖改變颶風(參見20世紀中期的STORMFURY專案),但颶風的成長具有複雜的動力學特徵,想要明確分離出任何給定實驗的結果都十分困難;例如,一些在熱帶氣旋醞釀時所作的嘗試似乎取得了初步“成功”,但後來的結果表明,當時恰好是眼壁減弱的時刻,而這些時刻是颶風生命週期的正常部分(通常隨後就會增強)。像美國國家颶風中心這樣的機構,其工作重點是提高我們對颶風軌跡和強度的物理理解和預測,為決策者和公眾提供最好的幫助。對於其他人而言,重點必須放在(對颶風風險的)適應、緩解和教育上,並確保那些在惡劣天氣條件下面臨最大風險的人能夠獲得維持安全所需的資源。

  菲爾·克羅茨巴赫(美國科羅拉多州立大學大氣研究者,負責在8月至10月的颶風高峰期釋出季節性大西洋颶風預報)

  如今,對颶風的“改造”幾乎被認為是一門邊緣學科,但情況並非一直如此。從1962年開始,颶風科學領域一些最著名的人物領導進行了一項長達22年的實驗,這就是所謂的“Stormfury專案”。可以說,這是一個非常主流的研究專案。

  Stormfury專案背後的想法是,我們可以嘗試在颶風中“播種”外核雲,並使其增強,以削弱颶風的核心。然而,我們很難衡量這些嘗試到底有多成功。首先,我們沒有對照組——我們沒法知道如果沒有這麼做會發生什麼。假設你真的“種”下了一場颶風,而且它確實起了作用,但風暴會減弱嗎?如果你什麼都不做,風暴強度會變得更弱嗎?我們真的沒有辦法知道這些問題的答案。

  科學家們仍在研究這個問題,但我並不樂觀。有人提出過冷卻海水的想法,但這可能會對海洋生物產生巨大影響,而且必須提前幾天開始操作,這就意味著你要在颶風到達之前就準確知道它會去哪裡。

  颶風規模龐大,而且具有異常強大的力量,它們產生的能量遠遠超過人類所能產生的能量。你可能還記得,我們的上一任總統(特朗普)曾建議用核武器來阻止一場颶風,但即使是核彈也無法與之匹敵——你只會得到一場在夜間發光的颶風。

  休·威洛比(佛羅里達國際大學地球與環境研究教授,主要研究颶風運動、結構演化和強度變化的動力學)

  事實上,我就是那個終結STORMFURY專案的人。在某種程度上,這算是一個不大光彩的榮譽。

  STORMFURY的目標是為了削弱熱帶氣旋。他們的想法是用碘化銀在颶風中播下種子,在外部形成新的眼壁,以削弱原先眼壁中最強的風。該專案是由一對夫婦,喬安妮·辛普森和鮑勃·辛普森負責的。鮑勃·辛普森在20世紀50年代中期建立了國家颶風研究專案,我們這一領域的所有人都感謝他們。

  當我在海軍服役時,我曾在太平洋上空飛行偵察;我知道未改造的同心眼壁環流的雷達訊號是什麼樣的。後來,我到了颶風部門工作,在那裡我注意到經過STORMFURY專案“改造”的颶風——即那些播種了碘化銀的颶風——和我在太平洋上空看到的未改造的颶風表現出相同的特徵。我和一些同事寫了一篇論文,很好地證明了辛普森夫婦在STORMFURY專案中所取得的結果實際上只是自然的變化。

  通常,在科學領域,這樣的觀點是有爭議的——關於它的爭論會持續數年。但我們的論文基本上結束了這場對話。喬安妮·辛普森是個脾氣暴躁的人,她一直沒原諒我。真可惜,因為我是她的忠實崇拜者。

  丹尼爾·伊桑·霍頓(美國西北大學地球與行星科學助理教授,氣候變化研究小組負責人)

  由於地球與太陽的幾何關係,地球接收到的大部分太陽輻射(陽光)會落在低緯度地區,即熱帶地區。由於陽光的不均勻分佈,熱帶地區比高緯度地區更加暖和。地球氣候系統透過洋流和氣流將熱帶接收的熱量重新分配到高緯度地區。在重新分配熱量的各種過程中,就產生了熱帶氣旋,也就是颶風和颱風。熱量從低緯度向高緯度的再分配是確定區域氣候和全球環流模式的一個相當關鍵的特徵。考慮到熱帶氣旋在這一過程中所扮演的角色,阻止颶風前進或降低其強度似乎是不明智的。

  從全球熱量再分配的角度來看,或許“更安全”的目標是改變熱帶氣旋的路徑,以限制它們接觸陸地、人類和人類所建造的各種基礎設施。然而,熱帶氣旋的力量和規模是如此巨大,使得我們改變它們軌跡的能力看起來很不切實際。在中緯度地區可以找到一個類似的改變風暴軌跡的例子,在那裡,人為的氣候變化可能會使中緯度地區的風暴軌跡稍微向極地方向移動——對一場我們曾經沒有意識到,但現在正在進行的150年氣候工程“實驗”而言,這是一個相當溫和的變化。(任天)

分類: 歷史
時間: 2021-11-08

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