原创中国气象报01-06 16:23

摘要: “ 为什么危险还一直在飞行?”\x0a“ 就是因为,每次钻进飓风,都会有新的发现。”

美国时间9 月11 日,“ 飓风猎人”机组成员尼克·安德伍德乘飞机进入飓风“厄玛”,投下探测仪,收集数据。12 日,他分享了飞机被风吹得“嘎吱作响”的视频。

9月9日,“飓风猎人”机组人员正在做飞前准备。图片来源:WeatherUnderground网站




本报记者   孙楠


安德伍德似乎很享受。他说:“我们到达飓风眼壁时,歌单上正好播放《X Gon Give It To Ya》,简直完美。”


9 月6 日,“ 飓风猎人”P-3型在“厄玛”飓风眼中拍摄的图片。图片来源:WeatherUnderground网站


翻看安德伍德的推文,会发现这份工作被美国人视为神秘、伟大,令人神往,很多年轻人希望可以成为“飓风猎人”;而由“飓风猎人”发布的飓风动态,在社交网站上传播甚广。


在此,我们不妨探寻一下“飓风猎人”的前世今生。



01

较劲儿换来首飞 

用飞机追踪侦察飓风的想法是加尔维斯敦商业协会的上尉法恩斯沃斯在上世纪30年代提出的。那时,美国飓风预报系统非常薄弱,很多时候依赖海上船舶提供的信息。于是,在美国气象局的支持下,美国参议院和众议院于1936年6月5日通过了飓风巡逻法案。

    

1943年二战期间,一场飓风袭击了德克萨斯州休斯敦市。休斯敦附近布莱恩空军基地的两名飞行员,为了侦察飓风可能对基地的影响,驾驶一架T-6教练机强行冲进了飓风眼。


但实际上,这次行动起初只是一次较劲儿。当时,英国飞行员正在布莱恩空军基地接受仪器导航飞行法训练。当他们看到美国人在飓风前撤离了T-6飞行教练时,开始质疑飞机的性能。于是,首席教官、上校乔·达克沃斯与副驾拉尔夫·奥海尔驾驶飞机,直接飞进了飓风。等他们安全返航时,基地的气象官员、中尉威廉·琼斯布迪克接管了副驾,和达克沃斯再一次飞进飓风。

这次飞行证明,用飞机侦察飓风是可行的,这也是航空史上有记载的第一次“飓风猎人”任务。


维护人员正在巡护飞机。图片来源:WeatherUnderground网站


之后,美国空军指定第53气象侦察中队执行此类任务。最初,他们将战略轰炸机的火控系统去掉,安装上气象探测设备,改装成气象侦察机。大约在1964年,他们更换成座驾更坚固的WC-130型飞机,并正式使用“飓风猎人”的代号。


那时,飞行员执行任务所获取的数据,被美军用来进行人工干预飓风的可行性研究。随着1977年《禁止为军事或任何其他敌对目的使用环境致变技术公约》的签订,这项研究被废止。此后,第53气象侦察中队与美国国家海洋和大气管理局(NOAA)合作,将飞机侦察方向转为飓风预警。


02

完美搭档:P-3 和G-IV 


无论是美军还是NOAA 的“飓风猎人”,都在飞机上安装了空投式探测仪和气象探测雷达设备。飞机穿越飓风时,飞行员会在风眼、眼壁等预定地区投下探空仪。之后探空仪会释放一个小降落伞,缓慢降落,内置测量仪器与无线电传送器会将气压、风速等数据传给预报员,用于飓风预报预警。


气象界更为熟悉的是NOAA 的P-3 型和G-IV 型“飓风猎人”。P-3 型又被改装为WP-3D 型,它有两种引擎涡轮螺旋桨飞机,绰号分别是“青蛙”(N42RD)和“猪小姐”(N43RF),它们能够在8 至10 小时的飞行任务中不断探测气压和风的变化。

“飓风猎人”每10秒一次收集而来的风力风速数据。图片来源:WeatherUnderground网站


当P-3 型“ 飓风猎人”飞抵飓风眼壁附近时,空投式探测仪器通过GPS 定位,传回压力、温度、湿度、风向风速数据,详细描述飓风结构和强度。它尾部的多普勒雷达和机腹雷达系统可以同时扫描飓风的水平和垂直结构,这些数据能让预报员实时看到飓风。


飓风风暴潮预报也得益于P-3型“飓风猎人”,它搭载的步进频率微波辐射计(SFMRs)可以测量海表风速和降雨,这些都是预报致命风暴潮的关键指标。此外,它还可以布放探针,测量海洋温度。


另一个机型G-IV 的飞行距离更远,巡航高度更高。它可以在45000英尺(1 英尺=0.3048 米)巡航,飞行距离可超过4000 海里(1 海里=1.852 千米)。1997 年以来,G-IV 几乎飞越了每一个影响美国的飓风,通过GPS 空投式探测仪和机尾多普勒雷达,收集高海拔数据,以便追踪描述飓风周围的天气系统。它搜集的高海拔数据和P-3 的低海拔数据相得益彰。


同日,G-IV型在“厄玛”上空44000英尺高度拍摄的照片。图片来源:WeatherUnderground网站


除了预报预警业务,“ 飓风猎人”还参与国际气象和海洋研究,它们被用于厄尔尼诺、大气气溶胶、对流风暴的研究中。


03

42 号遇险事件


NOAA“ 飓风猎人”42 号P-3 型曾在1989 年追踪飓风“ 雨果”时遇险。当时,在NOAA 大本营的气象学家迈尔斯·劳伦斯从卫星云图上得知,“ 雨果”是个强大的飓风,但定强技术并不发达,他认为它是个3 级飓风。


按照以往经验,“飓风猎人”42 号决定在1500 英尺高度进入飓风,那是风力最强的地方,也是研究风暴最理想的高度。


飞抵“ 雨果”时,机腹雷达突然不工作了,机组成员开始迷航。飞机此时正在风力200 公里/小时的飓风边缘飞行,没有任何民航飞机敢在这儿飞。虽然20 分钟后,机组工程师修好了机腹雷达,但这一突如其来的情况,使人们没有足够的时间分析飓风。


 

此时,巨大的螺旋气流导致强烈的雷暴,雨水“ 咚咚”地打着机身,窗外没有任何视线。强烈的风把飞机吹得不断侧滑,飞行员格里·麦金不得不和另一名飞行员一起操纵驾驶杆,调整角度,保持飞机稳定。

 

“飓风猎人”42号在飓风“雨果”中的飞行轨迹。图片来源:WeatherUnderground网站


大本营的劳伦斯开始接收到“ 飓风猎人”的数据。他恍然意识到,“ 雨果”竟是个5 级飓风;同一时刻,机组成员、首席气象学家弗兰克·马克思和飞行指挥杰弗里·马斯特斯也得出这个结论。


小科普:5级飓风是什么概念

图片来源:中国气象报社


而麦金已经无法回头了,在这样的风中,任何飞机企图横向转弯,都必会失控坠落。可怕的是,一阵猛烈的侧风袭来,3号引擎突然着火,机组不得不将其关闭。现有动力不足以支撑他们在如此强烈的风中飞行了。


就在所有人以为要完蛋之时,“只听到‘砰’一声,突然就风平浪静了”,他们钻进了飓风眼。


可就在这时,松了一口气的麦金突然又发现,刚才强烈的湍流扯出了4 号引擎的除冰带,他不得不再关闭一个引擎。此时,飞机离海面只有1000 英尺,在海浪60 英尺高的海面迫降是不可能的,而在引擎动力明显不足的情况下,在此高度钻回飓风返航,无异于自杀。


“飓风猎人”42 号在飓风“雨果”中的飞行轨迹。图片来源:WeatherUnderground网站


他们最后的稻草是,在直径20 公里的飓风眼中盘旋上升,到更高的、风力更弱的地方离开。周边的云层,像一支邪恶的军队包围着他们,这支军队还“跌跌撞撞”,不走直线。马克思和马斯特斯不断计算飓风眼移动的路径,调整航线。另一边,麦金排掉了1500 磅(1 磅约0.45 千克)燃油,使飞机能够爬升,但原先9 小时的续航时间缩短为4 个小时。


幸运的是,当时一同执行任务的还有在更高航线上的空军飞机。空军飞机接到求救后,从台风眼降低高度,与“飓风猎人”42 号会师,并帮助他们找到飓风最薄弱的地方。事后,气象学家分析了机载数据,发现了从未被发觉的眼壁附近中气旋的现象,即眼壁附近有若干小型龙卷风。而“ 飓风猎人”42 号正是不幸钻进了其中一个。

机组成员艾伦·斯坦站在受损的机舱中,200 磅重的救生筏在颠簸时掉落在过道中。图片来源:WeatherUnderground网站


“ 为什么危险还一直在飞行?”

多年后,马克思说,

“ 就是因为,每次钻进飓风,都会有新的发现。”



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正是讲述了“飓风猎人亲身经历的故事,

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下图截取自:哔哩哔哩APP


本文来源:《中国气象报2017年9月22日四版

图片来源:WeatherUnderground网站