乔迪斯勘探船甲板上有钻塔和叫做“月亮池”的23英尺(7米)宽的洞,钻探用绳索可以通过这个洞穿透船体。乔迪斯勘探船船体巨大,构造坚固,最初是在加拿大的新斯科舍的哈利法克斯建造,1978年开始使用,用来勘探石油,取名为SedcoBP471。后来,这艘船又重新改装设备,1985年被海洋勘探项目利用,用于科学勘测。乔迪斯勘探船从船首到船尾长469英尺(143米),宽68.9英尺(21米)钻塔塔顶距离水面202英尺(61.5米)。乔迪斯勘探船归为海洋钻井有限公司所有。
不论是石油勘探还是科学勘探都需要在恶劣的天气中工作,乔迪斯勘探船十分牢固,能抵挡海洋上的任何天气。然而,1995年的秋天,它在大西洋的一次风暴中差一点沉没。
乘载120人的乔迪斯勘探船9月下旬从冰岛启航,驶向北冰洋格陵兰岛东部的格陵兰海。开始航海时平安无事,然而,天气突变。船长爱德温.D.乌纳克不得不多次敏捷地操纵船只,躲避从格陵兰岛冰川漂流下来的冰山。
气压急剧下降,东部有猛烈的风暴,南部又有另一个猛烈的风暴。乔迪斯勘探船本应该在格陵兰岛海岸躲避一下,但是,由于乔迪斯勘探船和海岸之间有冰山,船不可能靠近海岸。乌纳克船长别无选择,只得顶着恶劣天气前行。
他的决策起不到什么作用,因为两个风暴会合在一起,气压继续下降,风速持续增加。
风暴肆虐了两天,最高风速达每小时115英里(185千米),掀起70英尺(21米)的海浪,形成一堵水墙。船在风浪中颠簸起伏,一会冲上浪尖,一会落进波谷,有时螺旋桨悬空拍击不到水。了望台不得不用绳索紧紧缚住,安置在船尾观察冰山,因为船有时会以每小时4英里(6.4千米)的速度被海浪吹回来。一天半后,乔迪斯勘探船仍然有沉没的危险。最后风暴减退,船缓慢地驶向海港,进行维修。
温带飓风
温带气旋虽然不是热带气旋,但是跟热带气旋一样凶猛。其风速超过每小时115英里(185千米),风暴风力为12级(12是按蒲福风级别而划分的飓风风力)。在低纬度地区,相当于3级飓风。这种风力足可以使大树连根拔起,摧毁住房。1954年瑞典天文学家托·贝尔热伦称具有这种风力的风暴为温带飓风。
令人遗憾的是,这个名字容易使人糊涂,因为它用来描述一种以上的热带气旋(或飓风)在离开热带后,不久就会失去原有的一些重要特征。雷暴会消失,飓风直径会显著增加,最强的风没有靠近风眼。从前的热带风暴现在转为“温带飓风”。
这种风暴的风速相当小,但是有时也可以达到飓风风力,特别是由于两个热带飓风行进的速度不同,在它们独自离开热带后,改变了原有的特征,第二个飓风追上第一个飓风,然后汇合到一起。汇聚在一起的飓风通常会产生巨大、极危险的风暴灾难。这种温带气旋通常在新英格兰或加拿大沿海形成,有的也越过大西洋,给欧洲造成灾难。
离开热带的热带气旋有时会重新恢复能量,这是形成温带飓风的另一种方法。当热带气旋离开热带时,越过凉爽的水面。水慢慢地蒸发进入气旋,降低了对流云的运动,削弱了热带气旋。如果热带气旋没有遇到冷锋的话,就会完全消失。当热带气旋遇到冷锋时,气旋中的暖空气沿着冷空气的倾斜边缘向上升。当上升的空气绝热冷却、水蒸气冷却释放潜热时,空气上升就会引起新的对流圈和对流变暖。快要消失的气旋就又恢复了能量,又一次拥有了飓风的能量,继续前行。
这些都不是贝尔热伦所指的“温带飓风”。他描述的温带飓风不发生在热带,而是在离热带很远的地方形成。
这种温带飓风发生在南极和北极地区,然而,它们在某种程度上与热带气旋很相似。在南非最南端的合恩角,由于气旋风暴会在这里导致经常性大风,所以水手把这一纬度地区取名为“咆哮的40°地区”“暴怒的50°地区”和“尖叫的60°地区”。这种经常刮大风的地区不仅仅局限于合恩角的南部,也遍布于世界各地。
合恩角经常刮大风是因为南非位于突出的狭长地带,在巴拿马运河建造之前,穿行于太平洋和大西洋的船只只得绕过合恩角。在南极洲伯德站,1年当中有2/3的时间猛烈地刮大风。南部海洋的风比北冰洋的风强烈得多,因为在南美洲的南端和南极半岛的北端之间没有大陆块,而在北冰洋,北美洲、格陵兰岛、斯堪的纳维亚半岛、西伯利亚陆地块都进入北冰洋,陆地减慢了风速,并使风偏斜。在南部没有陆地减慢风速,所以风吹得更频繁、更强烈。由于没有阻挡,风吹得更远。因此南部海洋的风会比北部产生更大的海浪。
偶尔地,造成温带飓风的气象系统也会给低纬度地区带来恶劣的天气。例如,1995年圣诞节前后,这种气象系统向南延伸,给苏格兰和英格兰北部带来严寒和大雪,苏格兰岛最北部的设得兰群岛降雪达30英尺(9米)深,使英国12月气温比平常月平均气温降低4°F(2益)。
极地低压区
贝尔热伦描述的温带飓风通常在极地低压区形成,极地低压区是指形成于海冰边缘的相对低压区。尽管海洋上的气温接近冰点0益,但是冰上气温可降到—40益,这就是说水上空气和冰上空气的温差达40益。当冰边缘有低压区时,冰上的冷空气及海洋上的暖空气就会被吸引到低压区,两种不同气温的冷暖空气会合到一起,会产生并维持风暴。这就是极地低压区。
在北冰洋,这种明显的温差相当常见。暖空气和洋流给北冰洋带来热量几乎是北冰洋吸收太阳辐射的热量的2倍,海洋里的水温从不低于—5.4益,所以会有不断的热源。在北冰洋,极地低压区在冬天形成;在南极洲海洋,极地低压区一年四季都存在。
进入极地的热带空气和离开极地的极地空气温度有明显的差别,这两种气流在极地锋面相遇,暖空气沿对流圈上升,形成全球大气环流的基础部分。上升的空气产生地表低气压带。在南北半球,从极地吹向极地锋面的是东风,从赤道吹向极地锋面的是西风。
极地锋面两侧的温差可以形成与低压区有关的锋系(参见补充信息栏:锋面)。如果在地图上用直线画出极地锋面,这些锋面似乎是主锋面上的波浪,低压区就在波浪的波脊上。这样的低压沿极地锋面重复形成,这样温暖的密度小的空气上升到寒冷的密度大的空气之上。当所有的暖空气都上升离开地表后,形成的锋面叫锢囚锋。这时,如果极大的温差造成大气扰动,强极地低压就会在锢囚锋后面形成。
在靠近极地锋面的冰上空气和海洋上空气温差大的地区,就会在海洋上形成深低压区。邻近高压区的空气被吸引过来,空气汇流后上升。这时由于科里奥利效应,空气开始旋转,这就增加了地表的温差,因为旋转会把极地锋面朝向极地方向的冷空气带进较暖的地区,也会把赤道的暖空气带进较冷的地区,这也是极地低压区。
极地低压形成温带飓风
与多数低压相比,极地低压很小。当极地低压形成时,直径不到600英里(965千米)。空气流入地表低压,然后上升,在高处流出低压。与热带气旋一样这种垂直运动加剧了空气的流动,使低气压规模减小直到形成直径不到200英里(322千米)的温带飓风。与此相比,中纬度地区低气压直径可以从100英里(160千米)到2000英里(3200千米)变化,但是,平均来说直径大约为1000英里(1600千米)。
在极地低压中心,地表气压不到970毫巴(海平面平均气压是1013毫巴),这相当于相当温和的飓风的中心气压。这一气压会保持每小时45英里(72千米)的风速,有时阵风达到每小时70英里(113千米),这远不及飓风风力。
尽管气压较低,但是风速相当快。
温带飓风一旦形成,就跟热带飓风相差无几。温带飓风呈圆形,中心是没有云的风眼,里面的空气很平静。层层积云和雷雨云围绕风眼旋转,一直延伸到对流层顶。飓风之上,空气向外流动,形成长长的高空卷云。从太空看,它与热带气旋一样都像“旋转着的星系”。
然而,温带飓风与热带有区别。温带飓风比热带飓风持续时间短。它由极地低压形成,12—24小时后转为飓风。温带飓风一旦形成,就会以每小时35英里(56千米)的速度向相反方向行进,这是热带气旋速度的2倍。受强风的驱动,热带气旋由东向西行进,但是,高纬度的温带气旋从西向东行进。在北半球,这样的速度会把温带气旋带到大陆。温带气旋一旦到了大陆,就会减弱乃至消失,所以最多持续不到36—48小时。在南半球,这一纬度的陆地相当少,所以温带气旋向远处行进,这样可持续较长时间。
当温带飓风越过海岸时,狂风大作,带来大雪或雨夹雪天气。猛烈的风可以吹倒电线杆和树木,但不至于对楼房造成严重破坏。雨雪天气对交通和通信系统造成破坏。当温带飓风出现在海洋上时,风暴会对船只造成危险。
发生在美国的飓风案例
美国东濒大西洋,西临太平洋,东南靠墨西哥湾,易受源起东北太平洋、北大西洋和墨西哥湾等地飓风的影响,每年都会遭受飓风的危害,各种损失很重。
“卡特里娜”飓风来袭
“卡特里娜”飓风于2005年8月23日在加勒比海的巴哈马群岛生成,两天后以一级飓风首次袭击了佛罗里达州的大西洋沿岸。然后,“卡特里娜”从墨西哥湾温暖的水域中聚集了能量,逐步升级,沿墨西哥湾向路易斯安那州、密西西比州沿海地区快速移动。29日清晨,飓风“卡特里娜”在路易斯安那州的格兰德岛再次登陆,登陆前已经发展成五级飓风,风速曾高达280千米/小时。
飓风登陆时,受陆地影响而减弱为四级飓风,风速也降到232千米/小时,随后飓风减弱成二级飓风,风速大约为168千米/小时。4小时后,飓风第三次登陆于路易斯安那州与密西西比州的边界。最后,飓风向东北方移动,于8月31日在俄亥俄州转化为温带气旋。据统计,受飓风直接影响而死亡的人数达1000以上,仅路易斯安那州就有700多人死亡。由于飓风的破坏,海上石油开采停顿,原本就高昂的世界油价进一步抬升,使2005世界经济增长放慢了脚步。
1.“卡特里娜”飓风灾害成因
在飓风登陆前36小时,美国气象部门已经进行了较准确的预报,但仍然没能避免重大伤亡。导致这次飓风致灾的两大原因是:天灾和人祸。
(1)自然原因导致重灾。
首先,“卡特里娜”的规模较大。飓风“卡特里娜”与“查理”一样是四级飓风,“卡特里娜”影响云带有320多千米宽,但“查理”只有16千米。
“卡特里娜”影响范围覆盖了从新奥尔良以西地区到佛罗里达州彭萨科拉的广袤区域。在2005年8月29日中午,从“卡特里娜”中心往外201千米的范围内,风力都达到了飓风级别。
其次,是因为墨西哥湾沿岸的地理状况。墨西哥湾北部海岸地势低平,因此容易遭到飓风所掀起的巨浪的袭击。新奥尔良市被墨西哥湾、密西西比河和庞洽特雷恩湖三面围绕,城市主要位于密西西比河与庞洽特雷恩湖之间,密西西比河环绕城市南部边缘,它蜿蜒向南通过三角洲,汇入墨西哥湾。庞洽特雷恩湖位于城市北部。博恩湖位于市区的东部,与墨西哥湾相连,这样的地理环境为飓风的进一步发展提供了良好的水汽条件。
另外,“卡特里娜”的推进速度相当缓慢,大约是每小时19—24千米。这么一来,“卡特里娜”拥有更多时间在海面上“兴风作浪”。综合这些因素,“卡特里娜”给新奥尔良造成极其严重的后果。
(2)人为原因加剧灾情。新奥尔良市始建于地势较高处,但随着城市的扩建,忽视了自然威胁,使工、商业区及大部分人都往低洼地带延伸、迁移,以至于80%的城区都低于海平面。人为造成灾害主要有以下五个方面:
其一,在城市建设中,新奥尔良把商业区、海边休闲观光区和住宅区设在海边,破坏了大片海边滩涂,使城市在海潮和洪水面前缺乏必要的缓冲。
其二,新奥尔良周围原来有大量湿地,这些湿地能够大量吸收降水,减轻洪水侵袭的强度,保护城市,但在城市建设中排干了大部分湿地,而密西西比河挟带的淤泥,本来可以缓慢地沉积在入海口,进一步增加城市的缓冲层,但现在却被引入管道加速冲走。
其三,新奥尔良市三面环水,市内低于海平面,其安全依赖于环绕城市约560千米的防洪堤。飓风“卡特里娜”登陆时,大部分市民依旧抱着侥幸心理躲在家中而不是及时疏散。政府尽管发出了警报,却没有做好防洪堤被洪水击破的准备,洪水进入城市后也反应迟缓。
其四,新奥尔良市被困的居民多数是穷人,没有私人交通工具,因此他们几乎没有可能在灾前离开,而政府也没有在灾前把这些人转移出城。
其五,当地石化企业为了节约成本,在靠近港口的海边设立了大量炼油厂、原油仓库、化学品加工厂。“卡特里娜”袭来时,这些工厂和仓库大部分都被风暴潮淹没,使袭向城市的洪水变成了污水和毒水,更加重了对人们的危害。
2.对美国的政治影响
袭击美国南部的“卡特里娜”飓风是继“9·11”之后在美国本土死亡人数最多的灾害,这一灾害揭示了美国国内的一些深层次的矛盾。
2005年9月1日布什只是乘“空军一号”低空考察了飓风灾区,但没有实地视察,由此遭受了各界潮水般的批评。9月2日布什才去视察路易斯安那、密西西比和阿拉巴马三州的灾区。视察后布什承认灾情“比想象的更糟糕”,而政府的反应“不足”,联邦紧急救难署严重失职,救灾结果“令人不能接受”,他向公众表示道歉,并承诺进一步做好救灾工作。
3.对美国经济造成严重影响
由于飓风所袭击的墨西哥湾地区是美国最重要的能源生产基地,美国12大港口中,有5个港口位于此区域;飓风所摧毁的新奥尔良市为美国重要的观光城市,飓风对美国的能源产业、港口运输业及观光航空业造成了严重的破坏。
(1)能源产业:飓风袭击的墨西哥海湾地区,是美国最重要的能源生产基地,其石油与天然气生产量约占美国25%,石油提炼能力更占全美国的47.4%,美国矿产管理局在2005年8月31日指出,在墨西哥湾地区,92%的石油生产厂将关闭一段时间,另外占美国油料产量大约9%的9个炼油厂也要关闭一段时间。佛罗里达州用于发电的天然气,大部分来自墨西哥湾的天然气生产井。受飓风影响,这些天然气井被关闭。8月31日,该州的电网监管部门命令公用事业公司动用后备电力。