去年这个时候，桑迪飓风登陆，肆虐了新泽西州霍博肯这座小城，该城70%的区域位于洪水区。你可能会认为接下来发生的事情显而易见：全市90%的区域断电；人们被困在家中数日，即使风暴过后，倒塌的电线也阻碍了他们出行；市长在《安德森·库珀360度》节目上呼吁国民警卫队介入。
我在安全的地方看着这座城市被洪水淹没。附近的联合市坐落在一个可以俯瞰霍博肯的山丘上；远处，穿过哈德逊河，可以看到曼哈顿。从悬崖上、五层楼的高度看，你可能会觉得这座城市被水淹没的景象很壮观，但事实是，它仍然很抽象；你看到雨在下，随着风暴的持续，水淹没了街道，沿着建筑物蔓延。你没有看到真正发生的事情：水从城市暴露的区域被推了进来。
霍博肯史蒂文斯理工学院戴维森实验室主任艾伦·布鲁姆伯格（Alan Blumberg）弥补了这种视角上的不足。布鲁姆伯格是个身材矮胖、和蔼可亲的人，擅长使用巧妙的比喻。上周，我们在霍博肯见面，聊起桑迪飓风的后续影响，他伸出手臂指向哈德逊河说：“欢迎来到我的实验室。”
他通过传感器追踪风暴，并动画化处理结果。这是桑迪飓风前后霍博肯的景象
你可以看到潮汐的涨落，水位的缓慢上升，以及可能最重要的一点——水聚集的暴露且低洼的区域。这些数据对城市规划者和其他官员来说将是巨大的帮助，他们希望城市能够抵御下一次不可避免的风暴。即使不能给官员们提供建造“风暴墙”来抵御不受欢迎的天气的蓝图，正如纽约政府所建议的那样，城市也能知道哪些市民最有可能遭受最严重的风暴。而且，他们也许能够通过提前预测风暴的影响来减轻损失。
从历史上看，这类电脑模型可以帮助研究人员从三个方面提供帮助。首先是回顾性分析，也就是布鲁姆伯格对霍博肯地图所做的工作。研究人员可以事后建模，提供事件的“连贯画面”，北卡罗来纳大学海洋科学研究所所长瑞克·卢伊蒂希（Rick Luettich）如是说。这意味着研究人员可以为城市应对下一场风暴做准备。
其次，模型可以在没有真正风暴的情况下使用，以显示最脆弱的区域。如果再结合百年一遇风暴的统计数据，你就能大致了解哪些区域在大多数风暴中受到的影响最大。
第三个，也是模型潜在最有价值的用途，是确定即将到来的特定风暴登陆时会发生什么。假设你是一名研究人员，从美国国家气象局得知一场风暴预计将在五天后登陆海岸。利用风暴和城市的特征，你就能提前知道哪些区域将受到该风暴的严重影响，以及该风暴对整个城市造成的破坏程度。你就能知道哪些区域需要疏散——也许，如果数据足够精确，你甚至能算出特定的灯柱或树木是否会被吹倒。但如果研究人员在面对即将到来的风暴时，在使这类模型准确方面仍然面临一场艰苦的战斗。
风暴何时何地登陆仍然是一门非常不精确的科学。
风暴预测仍然是一个混乱的领域，而且由于气象学家无法准确预测风暴将“在哪里”登陆，电脑研究人员很难确定风暴“何时”登陆会对城市造成什么影响。即使投入更多的资金和更好的数据收集技术来追踪和预测飓风，但决定风暴何时何地登陆仍然是一门非常不精确的科学。卢伊蒂希指出，在新奥尔良这样的城市，官员们希望提前几天甚至几周就知道风暴的影响。需要制定计划：安排疏散巴士，做好人员准备。但尽管风暴在靠近陆地时可以更确定地预测，但提前五天，这仍然只是一个最佳猜测。“说实话，提前五天，情况可能会从有重大影响变成完全没有影响，”卢伊蒂希说。
这并不是灾难管理者或洪水模型师希望听到的。“应急响应人员、管理者和所有决策者确实必须非常擅长他们的工作，并具有一定的预见性，才能始终做出正确的决定，”卢伊蒂希说。更糟糕的是，不同机构之间的风暴预测并不一致。佛罗里达的一个实验室可能会得出一个与美国国家海洋和大气管理局（NOAA）预测大相径庭的结果，因此使用模型的研究人员必须考虑一系列潜在的后果。
更好的洪水预测可以来自这些天气预报的混合。“但你不能只是取平均值，”布鲁姆伯格说，他的模型已被用于所有这三种主要目的。最佳预测需要一个加权的“集合”——布鲁姆伯格已经从结合八个预报发展到目前的水平——其中不同的预报在模型中被赋予不同的概率重要性。这无疑是一种进步，但仍然依赖于一些可能不准确的预报。最优秀的研究人员只能给出潜在结果的范围——随着天气预报和计算机建模技术的不断进步，我们将缩小这个范围。不确定性圆锥（Cone of Uncertainty），它显示了我们的预测在接近事件结束时（如足球比赛或飓风登陆）会变得更好，它将被推得越来越远。我们只是还没有做到。
“你见过《后天》这部电影吗？”布鲁姆伯格在我访问史蒂文斯理工学院时问道。
是的，我告诉他。
“我就是想做那个，”他说，指的是他的电脑动画。他开玩笑说最终会因为特效获得奥斯卡奖。
他带我去了沉浸式实验室（Immersion Lab），一个类似会议室的空间，配有巨大的触摸屏电脑显示器，然后调出了桑迪飓风期间霍博肯的动画。
于是我又一次看到了这座城市被洪水淹没。它并不完美；看起来仍然非常数字。但透过雨水斑驳的窗户观看水从上方涌入，感觉好多了，或者至少更具力量。
