美国宇航局新卫星或将帮助预防类似卡特里娜飓风的灾难

近 10 年前，卡特里娜飓风摧毁了墨西哥湾沿岸。在经过墨西哥湾温暖的水域时，这场风暴意外地从 3 级飓风升级为 5 级飓风——这是最糟糕的情况。卡特里娜飓风的风速超过每小时 125 英里，将比预期高出三倍的水墙冲过路易斯安那州的堤坝，造成 1,833 人死亡，财产损失至少 800 亿美元。

尽管新奥尔良堤坝的溃坝在飓风破坏中扮演了重要角色，但如果科学家能够更好地预测飓风的强度，那么卡特里娜飓风造成的部分伤亡或许可以避免。密歇根大学大气科学家克里斯·鲁夫说：“过去 25 年来，预测飓风路径的能力一直在稳步提高。但对飓风强度的预测却没有任何改善。”

幸运的是，鲁夫认为他可以打破这一平淡无奇的记录。2016 年，他的团队将发射八颗小型卫星进入地球赤道轨道。他们将首次能够连续测量飓风形成过程中可怕核心的风速。这些风速表明风暴将变得有多强。

“25 年来，飓风强度的预测实际上没有任何改善。”

根据飓风周围的气流，预测飓风的移动方向相对容易。但飓风的强度在很大程度上取决于风速。风速越快的飓风吸收的水越多。之后，随着蒸发的水冷却并凝结，它会释放热量。“这就是飓风的能量，”鲁夫说，“所以如果你能追踪风速，你就能追踪能量。”

许多气象卫星可以测量风速，但它们在雨中效果不太好——这意味着在观测飓风中心时它们几乎毫无用处。

Ruf 的微型卫星群名为 CYGNSS，它巧妙地解决了这个问题。它利用卫星不断向地球发射的 GPS 信号。这些信号使用的波长比典型的气象卫星更长，这意味着它们可以穿透雨水而不会受到太大的损害。CYGNSS 的 GPS 接收器（就像你手机里的接收器）监听这些信号，当它们从地球反射回来时，卫星会测量信号在海面上的失真程度。失真越大，海洋就越波涛汹涌，风暴也就越大。

由于 CYGNSS 卫星本质上只是带有太阳能电池板翼的 GPS 接收器，因此它们比典型的气象卫星小得多，也便宜得多。与公交车大小的气象卫星（每颗成本约为 4 亿美元）相比，CYGNSS 卫星的成本约为 600 万美元，尺寸更接近微波炉。

“这些 GPS 接收器非常便宜、高效，而且功耗非常低，”鲁夫说。“这意味着我们可以买得起很多这样的接收器。而且拥有很多卫星让我们能够非常频繁地测量事物，所以我们的风图像的刷新率非常快。”

“这些 GPS 接收器非常便宜、非常高效，而且功耗非常低。”

目前，科学家测量飓风强度的唯一方法是让飞机和无人机飞入风暴中。这些飓风搜寻飞机并不总是能够测量每场风暴，而且它们无法提供连续监测。另一方面，CYGNSS 将提供几乎全球和几乎连续的覆盖。

通过更仔细地观察海洋和空气之间的界面，科学家将更好地了解飓风如何突然从低威胁风暴转变为毁灭性的暴风雨。最终，鲁夫希望这些数据能够预测风暴是否会增强，如果会，会增强多少。这应该会给风暴路径上的社区更多的时间做准备，如果有必要，还有更多的时间撤离。

更正，2015 年 6 月 5 日：本文的早期版本暗示卡特里娜飓风登陆时的风速为每小时 157 英里，而实际风速为每小时 125 英里。我们对这一错误深表遗憾。我们还更新了文本，强调了堤坝溃坝在卡特里娜飓风破坏后的重要性，这些卫星无法预见到这一点。