刺状急流 与 飓风“米尔顿”？？

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刺状急流（Sting Jet）是一种极端的天气现象，是温带气旋发展到一定阶段时出现的一种狭窄的猛烈风核，包含极端强风的狭窄气流带。在迅速增强的北大西洋和北太平洋以及其他中纬度地区温带气旋中，有时会形成向地面（垂直方向延伸）的强大风暴。刺状急流通常伴随着最强、最具破坏性的风暴，可产生猛烈的、飓风级别的强风，风速可超过每小时约 160 公里（约100 英里）。

最具破坏性的温带气旋会经历这样的演变过程：形成一个弯曲的锋面和一系列云系，这些云系被一个干槽与主极锋云带隔开。当气旋发展到成熟阶段时（非常接近达到其最低中心气压时），弯曲锋面周围的云系末端会形成一个明显的钩状结构，继续包围暖空气隔离区。

钩状结构前端的狭窄区域内，气流强烈辐合，形成一个高速气流带，即刺状急流。由于气流在该区域急剧收缩加速，因此最强风出现在刺状急流所在的位置（如下图钩状结构“尖端”附近，即云系“尾部”末端的“刺”处）。

听起来有点过于专业了？其实并没有那么复杂，让我们来一探究竟。

      刺状急流的定义

具有深厚冷空气系统的北大西洋气旋频繁侵袭西欧，引发一系列的破坏性的风暴和巨浪。有些气旋非常猛烈，导致大范围的树木倒塌、建筑物受损、交通中断和电力供应瘫痪。近年来，典型的刺状急流风暴包括风暴“尤尼斯”（Eunice）、风暴“莱斯利”（Leslie）、炸弹气旋“乔治”（Jorge）和风暴“奥菲莉亚”（Ophelia）。

刺状急流是一种气象现象，其最显著的特点是产生猛烈的飓风。这种现象会形成一条极其强劲的风带，通常导致风速峰值瞬间飙升至每小时 150 公里（约94 英里），有时甚至超过每小时 200 公里（约 125 英里），造成大面积严重破坏。

上图：炸弹气旋“乔治”（Jorge）的水蒸气卫星图像（水蒸气是云的主要成分：通过观察水蒸气的分布，可以更直观地了解云系的结构和发展变化，从而更好地分析风暴的强度、移动路径等。即使是浓厚的云层也无法阻挡水蒸气信号，因此水蒸气图像可以提供更全面的风暴信息）。

刺状急流是一条相对狭窄的极强风区，源自大西洋或太平洋爆发性气旋（炸弹气旋）的中对流层云系之中。

      刺状急流是如何形成的？

温带气旋通常伴有两个锋区，分别是暖锋和紧随其后的冷锋。一股强劲的冷空气流在暖锋的前方进入气旋，称为冷输送带（cold conveyor belt）。

在主冷锋后面，一股更冷、更干燥的气团（通常来自北极地区）流向气旋的核心，形成一个向深低压中心的干空气侵入。这种干侵入通常环绕气旋低压，从西南方向进入。

上图：刺状急流的典型示例

冷输送带将寒冷且湿润的空气和降水（如雨和雪）带向快速发展中的温带风暴中心。与此同时，干空气侵入将较冷和非常干燥的空气带入气旋。

当冷输送带中的降水落入干侵入气流中的空气层时，水滴会迅速蒸发，进一步冷却空气团。这个过程称为蒸发冷却（evaporative cooling）。

上图：刺状急流形成的示意图

在刺状急流过程的最后阶段，强风向地面下沉，并随着气团变干而进一步增强。这些风穿过空气层，当气团在下沉急流的前端蒸发时，产生更密集的空气。因此，蒸发冷却过程清除了降水，形成了一条清晰的路径，使急流内的空气密度大大增加。

最终导致下沉动量的加速，或者换句话说，极强的风被更大力量推向包裹气旋中心的云系尖端。

上图：刺状急流头部的云带

所有这些与刺状急流相关的过程都发生在海拔约 3-4 公里的高度。被冷却的空气比周围的空气密度大很多，块速下沉到地表，在气旋原本就很强烈的风场内产生更强的风。这股冷却、加速的气流的整个区域较为狭窄，在气旋中心附近形成一个狭窄的高速气流带，即所谓的刺状急流。

一旦刺状急流完全形成，卫星图像上，这一风速最大区域显得非常明显。气旋的“逗号”云系呈钩状，就像蝎子的尾巴，这种形状给这个危险的风区赋予了其著名的名字。

上面的合成卫星图像显示了气旋与“蝎子尾巴”重叠的经典示例，看起来很熟悉。

如上所述，刺状急流的影响范围范围极其狭窄，通常仅局限于约 100-200 公里（100-125 英里）的区域，与母体大规模炸弹气旋相比，其规模宛如一道狭窄的“风刃”。刺状急流通常仅持续几个小时，但如果它影响到地表，破坏性的强风将随之而来。

上图：温带气旋的风分析图

当我们看到大西洋风暴迅速或爆发性发展时，其典型的卫星图像中显示的带状云系，这很可能会导致刺状急流的形成。云“头”会强烈地向气旋的核心弯曲，最猛烈的风可能会从那里吹向地表。

这些“逗号”云边缘的云带会在刺状急流的前端迅速消失。这是由于干空气侵入过程中气团内的强烈蒸发导致的。

      如何预测这些事件？

刺状急流很难预测，因为它们相对较小，并且取决于气旋系统从初始阶段的发展情况。然而，借助当前高分辨率气象模型预报图，可以识别气旋强风场中特别猛烈的强风带。

上图：风速预测示例

当然，正如前文所述，也可以通过各种通道和光谱在卫星图像上识别刺状急流的形成。正如上文所知，冷传输带末端的钩状云指示刺状急流刺流的存在。类似于蝎子尾巴上的刺，云的形状也能提示这一风速最大区域的形成。

使用卫星图像来表示空气中的水汽含量，通常由明暗（浅色和深色）不同的色调构成。色调越深，表示该处水汽含量越少。众所周知，云是由水汽凝结成水滴而形成，但在刺状急流周围，干燥的空气带会延伸开来，提醒这一风暴带也非常干燥，这是一个小范围内移动迅速、寒冷、密度大的干空气核心。

      著名的历史风暴天气事件

并非所有深层温带气旋都会发展出刺状急流，这种现象仍然比较罕见。在西欧、中欧以及北太平洋上空最强的气旋中，约二十几个被证实存在刺状急流。

下面的红外卫星动画展示了 2012 年 1 月 3 日侵袭苏格兰的一场强烈风暴，风暴中出现了刺状急流的经典示例。

与苏格兰强风事件相关的刺状急流特征

同一场风暴还在荷兰艾默伊登（Ijmuiden）产生了高达 172 公里/小时的风速。

在 2022 年 2 月 18 日的风暴“尤尼斯”Eunice）期间，英格兰最大、人口第二多的岛屿怀特岛（Isle of Wight），记录到了196 公里/小时（122 英里/小时）的破纪录风速 。打破了 1979 年在康沃尔郡的格温纳普角（Gwennap Head）创下的每小时 190 公里（118 英里）的记录。

2018 年 10 月 14 日，前飓风莱斯利 (Leslie) 带来的猛烈风暴袭击葡萄牙，维拉韦尔德 (Vila Verde) 的菲盖拉达福什 (Figueira da Foz)，阵风高达每小时 176.4 公里 (109.6 英里)。据报道，该镇遭受了大面积破坏，包括多处树木被连根拔起，屋顶严重受损，以及高速公路沿线的拖车翻覆。

上图：风暴“莱斯利”（Leslie）雷达图像，伴随破坏性的刺状急流。

臭名昭著的 1987 年大风暴产生了刺状急流，风速在法国格朗维尔（Granville）的罗克角（Pointe Du Roc）最高时速达到每小时 217 公里（135 英里）。

2000 年 10 月底至 11 月初，强烈的气旋奥拉蒂亚（挪威称“Tora”）在法国卡马雷海角（Camaret-Sur-Mer）产生高达每小时 176 公里（110 英里）的风速。

最近一次是 2024 年 10 月 9 日，墨西哥湾破坏性极强的飓风“米尔顿”（Milton）在佛罗里达州坦帕（Tampa）附近登陆。

在飓风袭击佛罗里达时，风暴正迅速转变为温带气旋。风暴的背部发展出强烈的刺状急流，随着这种转化，气流急剧收缩并下沉。在风暴眼登陆后不久，下面的雷达图像显示了刺状急流产生的强风带，其狭长的回波带表明了风速极高的区域。这些强风在袭击坦帕（Tampa）和萨拉索塔（Sarasota）南部沿海地区之前的最大风速，导致了显著的风暴破坏和风暴潮。

以下近十年来西欧和其他地区一些主要风暴情况：

• 2022 年 2 月 18 日，破坏性风暴“尤尼斯”（Eunice）横扫西欧；

• 2022 年 2 月 7 日，2021/22 年冬季北大西洋季节最强烈的炸弹气旋；

• 2020 年 10 月 2 日，风暴“亚历克斯”（Alex）袭击法国布列塔尼和英吉利海峡；

• 2020 年 2 月 28 日，炸弹气旋“乔治”（Jorge）；

• 2019 年 11 月 26 日，美国太平洋西北部发生强烈深层气旋；

• 2018 年 10 月 14 日，风暴“莱斯利”（Leslie）登陆葡萄牙西部，造成大面积破坏；

• 2017 年 10 月 16 日，风暴“奥菲莉亚”（Ophelia）在爱尔兰西南部的法斯特奈特灯塔（Fastnet Lighthouse）记录到 191 公里/小时的风速；

• 2017 年 3 月 6 日，强烈风暴袭击法国西北部布列塔尼地区。

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