分析海洋溫度預(yù)測颶風(fēng)強度
由于溫暖的海水能夠為颶風(fēng)提供能量并維持其在海洋上的攪動和行進，因此科學(xué)家可根據(jù)準確的水溫數(shù)據(jù)來預(yù)測風(fēng)暴的強度?；谶@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，其將顯著改進颶風(fēng)行進路徑上水溫和其他數(shù)據(jù)的收集，提升颶風(fēng)強度預(yù)測的準確度。此外，新型浮標還能與各種飛機型號兼容，其比只能裝載于颶風(fēng)獵人C-130J飛機的舊式浮標更易部署，可確保在危險的颶風(fēng)登陸前全部就位。
通常情況下，漂流浮標會在颶風(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)星通信線路進行實時傳輸。
借無人機收集高空風(fēng)暴數(shù)據(jù)
想對颶風(fēng)進行預(yù)測，僅靠地面觀察和衛(wèi)星數(shù)據(jù)遠遠不夠。而借助飛機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）等機構(gòu)，于今秋在大西洋颶風(fēng)區(qū)部署了兩架大型無人機，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)科研項目——“颶風(fēng)和強風(fēng)暴哨兵”任務(wù)。該任務(wù)是NASA“地球探險任務(wù)”中的一項，旨在研究颶風(fēng)和熱帶風(fēng)暴的形成過程以及強度變化。此次任務(wù)結(jié)束后，NASA還計劃在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，這架無人機對大西洋颶風(fēng)“萊斯利”進行了長達10小時的數(shù)據(jù)收集。它攜帶了云物理激光雷達、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)，并在此過程中進行相關(guān)測量。
按計劃，另一架“全球鷹”也會在短期內(nèi)抵達瓦勒普斯。它將攜帶高空單片微波集成電路探通輻射計和颶風(fēng)成像輻射計等設(shè)備，對颶風(fēng)內(nèi)部和風(fēng)暴的形成進行研究。兩架“全球鷹”均由地面控制臺進行遠程控制。它們的翼幅為115英尺，最高飛行高度可達6萬5千英尺，并可在空中停留28小時。
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度也將發(fā)生改變。NOAA位于科羅拉多州立大學(xué)的科研機構(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用意義。
構(gòu)建新型計算機模型系統(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)實驗室或能改變這種狀況。該實驗室開發(fā)出了一種復(fù)雜而精細的新型計算機模型實驗系統(tǒng)，能夠用于預(yù)測北大西洋的季節(jié)性颶風(fēng)頻率。如果進一步的研究證實了這一系統(tǒng)預(yù)測的準確性，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)家能夠搶占先機對相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析和提煉，并由此提升風(fēng)暴的預(yù)測水平。
