2026年4月,太平洋上一個季初最強的風暴,其影響遠不止於帶來破壞性的天氣。隨著超級颱風辛樂克(Sinlaku)迅速增強,它也產生了延伸至地球高層大氣的巨大漣漪,讓科學家得以一窺熱帶氣旋如何影響從天氣預報到衛星通訊的各個層面。

2026年4月中旬,超級颱風辛樂克橫掃北太平洋,為馬里亞納群島帶來強降雨和洪水。該風暴達到了日本氣象廳使用的最高等級「暴力颱風」標準,大致相當於薩菲爾-辛普森風級的5級颶風。

氣象學家指出,今年這個時期在該區域出現如此強烈的風暴非常罕見。

當辛樂克在開闊水域上空增強時,衛星開始偵測到其影響遠超風暴本身的跡象。該颱風不僅重塑了海面狀況,也擾動了數英里高空的氣層。

衛星捕捉到罕見的大氣重力波

NOAA-20衛星上的VIIRS(可見光紅外成像輻射計套件)儀器在夜間拍攝的影像,揭示了從風暴向外輻射的大氣重力波。

這些波紋類似於將石頭丟入池塘時產生的漣漪。在此情況下,它們透過一種稱為「夜光」的現象,在中間層變得可見。夜光發生於白天吸收了太陽能量的原子和分子,在夜晚將多餘的能量以光的形式釋放出來。

科學家早已知道強烈的熱帶氣旋會在其眼牆附近產生強烈的對流。風暴內釋放的熱量為被稱為「熱塔」的巨大積雨雲提供能量。這些雲層可以延伸到地球最低的大氣層——對流層之外,並產生向上傳播到平流層和中間層的波。

先前的研究發現,熱帶氣旋在增強時經常出現重力波。辛樂克也遵循了這種模式。在衛星影像拍攝前的24小時內,該風暴的強度從2級急劇增強到5級。

「我們看到波紋以圓錐狀向徑向和向上傳播,」NorthWest Research Associates的資深研究科學家Joan Alexander表示。

Alexander表示,她對風暴上方中間層夜光中幾乎完整的圓環感到驚訝。通常,高層大氣的風會削弱或分散重力波,使其無法到達如此高的高度。然而,2026年4月,辛樂克緯度地區平流層的風相對較弱,可能讓這些波紋得以保持完整。

有利條件揭示了大氣圓環

觀測條件也扮演了重要角色。

VIIRS的晝夜波段可以同時偵測中間層的夜光和反射的月光。4月12日,月亮僅有約25%的照明度。這意味著低層大氣中的雲層反射的月光存在,但不足以壓倒更微弱的夜光信號。

辛樂克產生的大氣重力波在多個大氣層中被觀測到。NASA Aqua衛星上的AIRS(大氣紅外線聲音儀)儀器於4月13日在平流層較低處偵測到了這些波紋。4月14日的觀測中再次出現了獨特而明顯的波紋圖案,顯示風暴對大氣的影響持續了數天。

為何重力波對天氣預報很重要

科學家表示,研究熱帶氣旋產生的大氣重力波,不僅是為了理解一種有趣的大氣現象。

根據Alexander的說法,這些波紋最終可能幫助預報員識別風暴何時正在快速增強,特別是在直接觀測受限的偏遠海洋區域。

「我們希望利用重力波來判斷風暴是否正在增強,」Alexander說,「這可能很難知道,尤其是在開闊的海洋上。」

她和她的同事認為,配備適當紅外成像技術的地球同步衛星,有可能持續監測重力波,並為熱帶氣旋的發展提供新的見解。

從冬季預報到太空天氣

大氣重力波在大氣的整體過程中也扮演著重要角色。

NorthWest Research Associates的另一位資深研究科學家Laura Holt表示,天氣模型需要考慮平流層發生的情況。平流層的風型影響著長期預報,包括對下一季北半球冬季狀況的預測。

熱帶氣旋的影響可能不成比例,因為它們強大且持續的對流不斷將重力波推入平流層。

其影響甚至可能更遠。

「人們已經看到颶風在電離層天氣中的跡象有一段時間了,」Holt說。

大氣重力波會引發移動性電離層擾動,這是電漿密度的大尺度漣漪。在某些情況下,它們也可能促成電漿氣泡的形成。這兩種現象都可能干擾衛星信號和無線電通訊。

「特別是在太空天氣方面,」Holt補充道,「像熱帶氣旋這樣的單一事件可能非常重要。」

對超級颱風辛樂克的觀測突顯了強烈風暴如何影響從海面延伸到太空邊緣的大氣層,為科學家提供了關於天氣、氣候以及依賴穩定上方條件的技術的寶貴線索。