卫星图像揭示了暴风雨的上面的铁卷云羽

在卫星图像中可以轻松识别，“铁砧上的卷云羽”看起来像是从风暴顶部散发出来的烟羽。羽流是风暴可能产生龙卷风，大冰雹或强风的有力指示。北达科他州上空的这些暴风雨造成了棒球般的冰雹。学分：美国宇航局

它不是一支抽烟的枪，但如果以这种方式思考，可能会被宽恕：一种独特的云层形成，通常预示着下面的破坏性风暴。

在卫星图像中很容易辨认，上方铁砧卷云（AACP）看起来像一团烟雾，从顶部喷出，很可能是一场严重的风暴。

美国宇航局兰里研究中心的大气科学家克里斯·贝德卡（Kris Bedka）表示：“影像中的羽状图案可立即告诉您，而无需雷达或雷电观测或其他信息，这是您确实需要警惕的风暴。”弗吉尼亚汉普顿。

在今年夏天，烟羽在美国屡见不鲜，因为中西部地区爆发了恶劣的天气，带来了狂风，龙卷风和冰雹。

贝德卡正与俄克拉荷马大学的同事一起研究AACP现象。他们的研究表明，与非垂直风暴相比，垂直风暴更可能产生强风，大龙卷风和大冰雹。此外，他们的发现还可以帮助天气预报员更早地发出严重风暴和暴风雨警告，不仅在美国，而且在世界范围内。

在这张北达科他州暴风雨的静止图像中，喷射气流与高耸的上升气流相撞，并形成蓝色呈U形的低温区域。可见黄色的温暖羽流向下游移动。学分：美国宇航局

对气候也有影响。

俄克拉荷马大学的研究生Elisa Murillo说：“羽状签名不仅对识别潜在的强风暴有用，而且还表示冰和水蒸气进入平流层。”他与Bedka进行了广泛的AACP研究合作。“水蒸气是一种强大的温室气体，它在平流层中的存在对气候有强烈影响。”

羽毛的气质

要了解为什么羽状烟粒是恶劣天气的良好指示，它有助于了解产生羽状烟叶的条件。

典型的雷暴在对流层顶，对流层（地球大气的最低部分）与平流层之间的边界处达到最高。当产生暴风雨的积雨云击中对流层顶时，它们的顶部变平，给人以类似于铁砧的外观。

当强烈的上升气流刺穿对流层顶，并随着它们将云层顶升到平流层时，就会形成羽状流。那里，平流层急流和强力上升气流相撞。

贝德卡说：“在射流的高度，每小时有超过100英里的风速流向高耸的上升气流。”“因此，喷气流的风被迫绕行。”

当射流空气与上升气流碰撞时，它会略微上升并变冷，从而形成U型或V型的低温区域。

上升气流和射流之间的碰撞也引起波纹效应，并将卷云冰运到下游形成烟羽。羽通常比下面的砧云要热，因为它们与平流层中的空气混合在一起，而平流层中的温度随着高度的升高而变暖。

五月，这些堪萨斯州东北部和内布拉斯加州南部的暴风雨产生了无数龙卷风，棒球大小的冰雹和每小时80英里的直线风。学分：美国宇航局

哪里有烟…

在研究过程中，贝德卡和他的同事使用了由美国国家海洋与大气管理局的地球静止运行环境卫星系统（每隔1分钟）收集的高度详细的图像，识别了美国上百次暴风雨。 。然后，他们确定羽流何时开始形成，持续多长时间以及何时衰减。

接下来，他们将卫星数据链接到同一风暴中的雷达和闪电数据。他们还将羽状流形成的时间与实际发生恶劣天气的时间以及国家气象局发布恶劣天气警告的时间进行了比较。他们发现的意义重大。

贝德卡说：“我们在13次严重天气暴发中发现了约400例羽流，而在其中约100例中，在第一次警告发生前10分钟就有羽流出现，这可能为挽救生命和财产提供了更多的准备时间。”

在几场风暴中，交货时间甚至进一步延长至约30分钟。

产生烟羽的风暴每场暴风雪所产生的严重天气事件也比没有烟羽的暴风雨多14倍。此外，有88％的EF-2或更高的龙卷风和86％的2英寸以上冰雹报告来自产生羽流的风暴。

Murillo说：“识别出这种羽状流特征可以与美国通常在这里使用的雷达观测配合使用，以提高我们的预警能力。”“在世界上许多无法获得雷达数据的地方，AACP的早期识别可以帮助改善预警和恶劣的天气状况。”

冰雹，冰卷羽毛

就成本而言，降冰雹的风暴（通常是羽翼丰满的风暴）最为重要。

根据国家气象局（National Weather Service）的数据，2017年，冰雹在美国造成了17亿美元的损失，超过闪电，龙卷风和雷暴风的总和。

如果足够大，冰雹会砸碎玻璃，压伤金属，破坏带状疱疹并破坏农作物。2018年2月，阿根廷科尔多瓦地区的暴风雨使冰雹直径超过7英寸。近年来，内布拉斯加州和南达科他州的冰雹直径超过8英寸。

尽管这些极端的冰雹事件很少见，但贝德卡和他的同事们希望他们的研究可以为预报产生最危险，最昂贵的天气的强风暴增加一个新的维度。他们已经在与其他科学家合作，开发一种算法来自动检测卫星图像中的羽流。

Bedka说：“ GOES-16的新卫星信息与从地面收集的雷达和雷电观测相结合，提供了前所未有的解决方案，可以对这些复杂的风暴进行预警，”

Bedka和他的同事在一项研究中发表了他们的发现，该研究可通过美国气象学会的“天气和天气预报”期刊在线早期发布。