本文最初发表于The Conversation。
科学的追逐风暴既令人兴奋又充满压力—— 我们知道，因为 我们就是这么做的。它对于我们今天理解龙卷风如何形成以及如何表现至关重要。
1996 年， 电影《龙卷风》将追逐风暴带入了公众的想象，片中海伦·亨特和比尔·帕克斯顿饰演的科学家们在龙卷风前方疾驰，部署传感器， 有时甚至离得太近。这部电影启发了一代大气科学家。
随着 新电影《龙卷风》将于 2024 年 7 月 19 日上映，我们收到了许多关于追逐风暴（或如我们所称的“风暴拦截”）的问题。
以下是关于这些从事野外工作的科学家们在追逐风暴时到底在做什么的一些回答。
真正的追逐风暴日是什么样的？
追逐风暴日的早晨从一顿丰盛的早餐开始，因为可能没有机会在一天晚些时候再吃一顿好饭了。
出发前，团队会查看天气状况、 国家气象局的计算机预测模型以及 美国国家海洋和大气管理局风暴预测中心发布的预报，以确定目标。
我们的目标是找出当天 龙卷风最有可能发生在哪里。温度、湿度、风，以及这些因素如何随离地高度变化，都提供了线索。
追逐风暴日有着“抓紧时间，静待时机”的节奏。我们希望迅速就位，但随后我们经常需要等待风暴发展。
风暴通常需要 一段时间来发展，然后才能产生龙卷风。所以我们会仔细地在雷达上观察风暴，如果可能的话，用眼睛观察，并保持在风暴前方，直到它成熟。通常，我们会观察多场风暴，并寻找可能更有可能产生龙卷风的迹象。
一旦任务科学家宣布部署，每个人都会争先恐后地就位。
我们使用许多不同的仪器来追踪和测量龙卷风，何时部署它们需要一定的技巧。太早部署，龙卷风可能不会在我们仪器所在的位置形成。太晚部署，我们就错过了。 每一种仪器都需要放置在相对于龙卷风的特定位置。有些需要在风暴前方很远的地方部署，然后保持静止。另一些则安装在汽车上，在风暴区域内来回行驶。
如果一切顺利，团队成员将专注于接收到的数据。有些人将会在龙卷风的不同距离 发射气象气球，而另一些人则会将装有气象仪器的“集装箱”直接放置在龙卷风的路径上。
整个风暴区域将设立一个 观测站网络，雷达从多个角度收集数据，摄影师从多个角度捕捉风暴，仪器车辆穿过风暴的关键区域。
我们的工作并不都集中在龙卷风本身。我们经常会针对龙卷风周围的区域或风暴的其他部分进行研究，以了解 旋转是如何形成的。理论表明，这种旋转可能是由风暴降水区域内的 温度变化产生的，可能距离龙卷风形成的地方有数英里。
通过这一切，团队通过短信和允许我们查看每个人相对于最新雷达图像位置的软件保持联系。我们还会关注第二天的天气预报，以便规划下一步去哪里，寻找酒店房间，并希望找到一顿迟到的晚餐。
那些仪器告诉你关于风暴的哪些信息？
追逐风暴最重要的工具之一是天气雷达。它捕捉地面的降水和风的情况。
我们使用 几种类型的雷达，通常安装在卡车上，以便我们快速移动。有些雷达使用较长的波长，这有助于我们探测到风暴更远的地方，但代价是它们的波束宽度更宽，图像会比较模糊。它们适用于收集整个风暴的数据。
较短波长的雷达无法穿透到降水深处，但它们确实 提供了捕捉龙卷风等小尺度现象所需的高分辨率视图。我们将这些雷达放置在更靠近正在发展的龙卷风的地方。
我们还使用安装在移动车辆上的 各种仪器，或者通过临时部署这些仪器的固定阵列在接近的风暴前方，来监测地面的风、气压、温度和湿度。其中一些仪器是为了被龙卷风击中而设计的。
气象气球也提供了关键数据。有些气球设计用于穿过大气层并捕捉风暴外部的情况。其他的则穿过风暴本身，测量风暴下方雨水冷却空气中的重要温度变化。科学家们现在也在风暴的某些区域使用无人机进行同样的测量。
所有这些都让科学家们能够深入了解龙卷风形成之前和期间，以及龙卷风整个生命周期中风暴所发生的各种过程。
追逐龙卷风时如何保持安全？
风暴可能非常危险且不可预测，因此始终关注雷达并观察风暴至关重要。
风暴会发生周期性变化，在上一场龙卷风的下游形成新的龙卷风。龙卷风会改变方向，尤其是在它们正在消散时，或者当它们具有复杂的多漏斗结构时。风暴追逐者知道要观察整个风暴，而不仅仅是龙卷风，并且要警惕其他可能突然出现的风暴。基于风暴的预期运动和道路网络制定的逃生计划至关重要。
科学家们在追逐风暴时会冒着经过计算的风险——足够收集关键数据，但绝不会将团队置于过大的危险之中。
事实证明， 驾驶实际上是追逐风暴中最危险的部分，尤其是在路况湿滑、能见度差的情况下——这在一天结束时很常见。在追逐过程中，其他风暴追逐者的鲁莽驾驶以及风暴周围的交通拥堵会加剧驾驶危险。
追逐风暴期间收集到的所有数据都去哪儿了？
要是能有立竿见影的顿悟就好了，但结果需要时间。
在我们收集到数据后，会花费数年时间进行分析。将所有仪器的数据结合起来，形成对风暴及其演变过程的完整了解，这需要时间和耐心。但是，来自多个角度和仪器的风、温度、相对湿度和气压数据，使我们能够检验关于龙卷风如何形成的理论。
尽管分析过程很缓慢，但发现的成果往往和龙卷风本身一样令人兴奋。
披露：Yvette Richardson 获得美国国家科学基金会的资助，之前曾获得美国国家海洋和大气管理局的资助。她是美国气象学会、国家气象协会和美国地球物理联合会的成员，并担任大学大气研究协会理事会成员。Paul Markowski 获得美国国家科学基金会的资助，之前曾获得美国国家海洋和大气管理局的资助。他是美国气象学会、国家气象协会的成员，并隶属于大学大气研究协会。
