开着飞机在飓风里“画星星”:飓风猎人在风暴中的奇怪飞行轨迹

开着飞机在飓风里“画星星”:飓风猎人在风暴中的奇怪飞行轨迹

随着天气渐凉,飓风(台风)季节也进入了尾声,美国国家飓风中心表示今年形成了17次大西洋风暴,也让“飓风猎人”变得非常忙碌。

“飓风猎人”(hurricane hunters)专门飞入热带气旋,执行气象侦察任务的美国空军预备役司令部气象侦察第53中队与美国国家海洋和大气管理局的飞机机组空勤人员。

虽然气象卫星问世后,从根本上解决了热带气旋的生成、位置追踪、运动和消失过程的监控,但依然没有办法取代气象侦察飞机实测风眼大气压强、风速。于是我们就看到气象学家展示的飞行轨迹看起来很随机、奇怪的形状。

开着飞机在飓风里“画星星”:飓风猎人在风暴中的奇怪飞行轨迹

通常情况下,商业航班都是躲着飓风走,然而飓风猎人偏偏向虎山行。他们会直接飞入风暴中。现在主要有美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 和美国空军预备队 (USAF)拥有飓风猎人。他们为了记录国家飓风中心 (NHC)使用的宝贵数据,每次都要冒风险飞入飓风中。

飓风猎人的固定任务是侦测热带气旋的生成,例如热带低气压、热带风暴和飓风。主要目的是标记环流中心,检测风速和气压变化,和太空卫星难以全面检测的其他变量。

开着飞机在飓风里“画星星”:飓风猎人在风暴中的奇怪飞行轨迹

对于固定任务,“阿尔法”轨迹是在飓风猎人在热带气旋中收集数据最常见的飞行模式。空军预备役第 53 气象侦察中队的气象学家兼空中侦察气象官杰里米·德哈特少校表示:“阿尔法模式是我们执行固定任务飞行的标准路径”。

阿尔法路径是由两条基本方向的飞行路径组成,飞完后,飞行路径类似于希腊字母符号α。而基本的方向是罗盘上的标准点:北、南、东、西,基本方位之间的对角线:东北、东南、西南和西北。

开着飞机在飓风里“画星星”:飓风猎人在风暴中的奇怪飞行轨迹

图、热带风暴玫瑰形成:2021年第17次大西洋风暴

有意思的是,更大、更强的风暴,反而是“更容易”飞进去的风暴

德哈特介绍道:“我作为机载气象学家的角度来看,阿尔法模式是“最容易”飞进去的。因为我们通常在更强的风暴中飞行,所以风暴中心在哪里没有多少问题。当然飞行可能会更艰难,但在一天结束时,我们只是飞过风暴中心,收集数据,并将其发送给国家飓风中心”。

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图、2018年佛罗伦萨飓风的风眼

飓风猎人还会执行“投资任务”(Invest missions)的飞行任务,它主要是确定系统是否符合热带气旋的定义。国家飓风中心通常会发送他们认为环流中心的估算坐标,这也是飞行任务的起点目标。

“投资任务”的飞行模式更加灵活,因为此类飓风有很多未知选项。这就需要机组成员随机应变,并需要提前2~3步进行思考。德哈特介绍道:“这是一个封闭的波浪,还是一个开放的波浪?是否存在较小的涡旋?较弱的风暴可能更加棘手,这需要我们更多的时间思考”。此时飓风猎人会选择X、德尔塔(δ)和Box的飞行轨迹。

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上面的风暴更弱,而且有更多不确定性,虽然X模式类似于阿尔法模式,但它的飞行高度要低很多,通常在500到1000英尺左右(约152米到300米左右)。美国空军第 403 联队公共事务运营主管杰西卡·肯齐奥雷克表示:“一旦系统变成热带风暴或飓风,飓风猎人就开始在更高的高度飞行,根据风暴的严重程度,飞行高度从5000英尺到10000英尺不等(约1500米到3000米)”。

而德尔塔和Box的飞行高度通常等于或低于5000英尺。这两个飞行模式的相似之处在于围绕预报中心的外围飞行。看能否观察到风暴的所有四个象限的风,这将表明是一个封闭的环流。而如果没有找到,飞行还将继续。

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NOAA 飓风猎人除了上述两个类型的飞行任务,还会有更多以研究为导向的目标,因此还会使用不同类型的飞机,飞行更多独特的飞行轨迹。例如Figure 4、Rotated Figure 4 模式或蝴蝶模式。

NOAA 飞机运营中心海洋和航空运营办公室公共事务专家乔纳森·香农表示“WP-3D在风暴中飞行的蝴蝶和Figure 4模式通常是用来找到环流中心的。”每次飞行都是收集风暴中心周围的数据,这些模式能很好地预测风暴的强度,用来确定风暴中心的确切位置。

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当风暴中心难以确定的时候,飓风猎手就会采用割草机模式,而一旦能够绘制完整的环流,就会重新返回Figure 4模式。

飓风猎手还会飞行复杂的“星型”,它侧重于对风暴边缘的扫描。最近,NOAA 的湾流 IV 在拉里飓风周围飞行了 Star-2 模式,以调查风暴的外流模式,并更好地确定风暴的方向。

开着飞机在飓风里“画星星”:飓风猎人在风暴中的奇怪飞行轨迹

2021年,大西洋生成了大约17场飓风,虽然飓风猎人的工作环境很严苛,也很危险,但是收集到的数据能更好地判断飓风的走向。希望我们国家也拥有自己“台风猎人”。

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页面更新:2024-04-11

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