描述大气河流风暴强度和影响的新尺度

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由加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所领导的一组研究人员创建了一个刻度来描述“大气河流”的强度和影响，“大气河流”是由强风推动的狭长的大气水蒸气带。它们在太平洋上很普遍，可以在几次单独的冬季风暴中为美国西部带来大部分降水。

大气河流(ARs)是西海岸大部分暴雨和洪水的来源，也是供水的主要贡献者。例如，加州中央山谷大约80%的堤坝决口与登陆的大气河流有关。

今天在2019年2月描述的规模美国气象学会公报他将大气河流分为五类，以它们携带的水蒸气量和在给定位置的持续时间为标准。该量表的目的是根据大气河流的强度描述一系列可能证明有益或有害的情景。

该量表是由f·马丁·拉尔夫开发的西部水及极端天气中心与国家气象局的乔纳森·鲁茨和其他几位专家合作。它将大气中的河流从1到5进行排名，并创建了“弱”、“中等”、“强”、“极端”和“异常”等类别。它以大气河流中的水蒸气量为基础，以24至48小时为持续时间的标准测量周期。AR在一个区域内持续时间少于24小时，将被降级一个等级，但如果持续时间超过48小时，将被提升。这种方法是基于一项研究，该研究表明，在一个地点上空持续时间较长的强水汽输送的组合是造成最大影响的原因。不同于飓风尺度，最近被批评没有充分代表缓慢移动的低级别飓风的影响，AR尺度将持续时间作为一个基本因素。

该量表对ARs的排名如下:

• AR猫1(弱):主要是有益的．例如，2017年2月23日，一场AR袭击了加州，在海岸持续了24小时，并产生了适度降雨。
• AR Cat 2(中度):大部分是有益的，但也有些危险．2016年11月19日至20日，一条大气河袭击了北加州，在海岸持续了42小时，并产生了几英寸的降雨，帮助补充了干旱后的低水库。
• AR猫3(强):有益与有害的平衡．2016年10月14日至15日，一条大气河在海岸持续了36小时，产生了5-10英寸的降雨，有助于在干旱后重新补充水库，但也导致一些河流上涨到略低于洪水位。
• AR猫4(极端):大部分是危险的，但也是有益的．例如，2017年1月8日至9日，一条持续36小时的大气河流在内华达山脉产生了14英寸的降雨，并导致至少十几条河流达到洪水阶段。
• AR Cat 5(例外):主要危险．例如，1996年12月29日至1997年1月2日的大气河在加州中部海岸持续了100多个小时。随之而来的强降水和径流造成了超过10亿美元的损失。

拉尔夫被认为是大气河流的主要权威，美国气象学会于2017年正式定义了大气河流。在过去20年里，研究人员只是在早期对热带气旋结构和降水的研究的基础上，特别是在英国，才开始深入研究大气河流。在这段时间里，他们也开始了解这些事件是如何频繁地在世界各地的关键沿海地区(如加利福尼亚)造成洪水和干旱年份的差异。

拉尔夫说，该规模可以为官员提供一个重要的工具，在风暴来临之前评估他们管辖范围内的洪水潜力。与其他主要关注潜在损害的尺度(如龙卷风的藤田尺度或飓风的萨菲尔-辛普森尺度)不同，大气河流尺度不仅考虑了可能具有危险的风暴，而且还考虑了可以为供水带来好处的风暴。

拉尔夫和合著者在2019年2月出版的《美国气象学会公报》上发表的一篇论文中说:“该尺度认识到，弱的ar通常是有益的，因为它们可以加强供水和积雪，而强的ar则主要是危险的，例如，如果它们袭击一个地区，其条件会增强脆弱性，如烧伤疤痕或已经潮湿的条件。”“延长持续时间可以增强影响。”

这篇论文的合著者包括气象预报员，如美国国家气象局的气象学家乔恩·鲁茨和克里斯·斯莫库姆。

Rutz说:“ARs的概念通过更好的科学理解、更准确的降水预报和更好的向我们的合作伙伴传达影响的工具，直接使西部国家气象局的业务受益。”AR尺度是向前迈出的重要一步，为预报员提供了一种区分主要有益风暴和主要有害风暴的工具。我预计这一标准将被采纳并广泛使用。”

之前的分析表明，在西海岸，俄勒冈州海岸接收了“极端”范围内(AR Cat 4)最多的大气河流，平均每年约一条。华盛顿大约每两年遭遇一次极端大气河流，湾区大约每三年遭遇一次，洛杉矶每十年遭遇一次。1996-1997年的大气河造成了加州自1950年以来最大的洪水损失，被归类为“异常”AR风暴。每年袭击南加州海岸的最强大气河风暴，通常在“中等”到“强”范围(AR Cat 2-3)。

当西海岸的大气河流风暴被预测时，规模排名将被更新并通过CW3E网站而且Twitter．这个新的尺度将增加由该中心提供的数据、季节展望和降水预报，作为水资源管理人员、天气预报员、应急官员、政策制定者和其他人的资源。

研究人员说，大气河流尺度的目的是作为一种工具，在大风暴之前提高态势感知，以反映一个大约50公里大小的地区的广泛情况。它并不打算表示较小空间尺度上的详细情况，在这些空间尺度上，可变的地形、地表类型和脆弱性变化很大，从而调节风暴的影响。

加州水利部的合著者迈克尔·安德森说:“这种规模可以提高对预测AR潜在收益与风险的认识。”“它可以作为水资源管理人员、应急响应人员和研究界讨论的焦点，因为这些关键的供水和引发洪水的风暴在不断变化的气候中继续演变。”

鲁兹说:“美国西部的预报员几年来一直在使用AR的概念进行预测，许多人一直在寻找一种方法来区分有益的AR风暴和危险的AR风暴。”“该量表在一定程度上是为了满足这一需求而设计的，预计它将被广泛使用。”

这篇论文的其他合著者有新罕布什尔州普利茅斯州立大学的杰森·科代拉、美国地质调查局的迈克尔·德廷格、科罗拉多大学的大卫·雷诺兹和美国陆军工程兵团的劳伦斯·施克。

这项工作主要由加州水资源部的大气河流研究计划和美国陆军工程兵团/工程师研究和发展中心的大气河流/预测水库运行计划提供支持。