气象科技的进步，已逐渐能预测并分级北美洲太平洋沿岸地区大型风暴来袭的时间与强度，妥善运用就能挽救性命财产并储存水资源。
重点提要
■ 天空中的水气流，受低空的强风推进形成风速如飓风等级的大气长河。每年多次侵袭美洲西岸、欧洲、非洲、南美洲与新西兰西岸。
■ 大气长河并非百害而无一利：能为干旱地区带来丰沛雨量，或增加积雪灌饱天然与人造水库。然而影响风暴增大的变因众多，相当难以预测。
■ 近年来科学家为大气长河的强度分级并改良预报能力，提供气象预报员警示政府灾害应变单位做好防御，促使水利人员评估防洪或储备水资源。
某个星期一早晨，我在美国旧金山市中心的席尔斯美食餐厅吃着早餐，悠哉看着柜台后方电视屏幕上播放的地方五日天气预报。画面下边有颗开心的小太阳符号表示当天下半天晴，星期三的符号是柔和云朵外带几滴雨，星期四则是有压迫感的乌云加上滂沱雨点，而我知道星期四的状况会比符号传达的感受险恶得多。我已经详细研究过卫星数据与天气模型，发现一股大型的大气长河（atmospheric river， AR）可能穿越这座城市。气象符号完全不足以表达山雨欲来的风暴威胁。
大气长河本质上是天空中的水气流，受低空的强风推进，风速有时达到飓风等级。2010年代初期，先进的卫星影像与科学研究揭露这种风暴如何在远洋上空形成，此后气象学界正式定义大气长河。大气长河侵袭大陆西岸时，可增长成约3200公里长、800公里宽与3公里深。普通等级的大气长河所到之处，降雨量即远多于当地寻常降雨或雷暴，水气输送率足足有密西西比河流入墨西哥湾流率的25倍。
这些风暴能造成灾难等级的洪水，在有些地区可能是整世纪所见最大水患。它们可能成群发生，一连串风暴有如踩着跑步机滚滚而来，一年多次侵袭美国、加拿大、欧洲、非洲、南美洲与新西兰西岸。大气长河也可能更深入内陆：去年6月汹涌的河流冲毁美国黄石国家公园道路，黄石国家公园被迫关园，有一大部份原因就是相当强烈的大气长河在兴风作浪。
大气长河并非百害而无一利：它们有时为久旱之地带来及时雨。它们能使积雪增厚，有助于灌满天然与人造水库，不无好处。然而，我们很难提前很多天预知这种风暴确切登陆之处。风暴越大，越捉摸不定，因为影响风暴增大的变因众多，举凡海面温度乃至空中冷气团都是。
大气长河预计侵袭旧金山的那天，我正准备在当地举办的美国地球物理协会2016年会中分享对这些风暴的新见解。有感于电视气象符号的不足，我决定发表大气长河的强度表，这是我和同事花了不少时间讨论出的预测与传达工具。我脑中的想象不是过度简化的太阳或云朵图标，而是在屏幕上给星期四一个黄色方块，用黑色粗体字标示风暴系统的等级，类似于把飓风分成1~5级的方法，让气象预报员、紧急应变计划制定者、安全人员与水库管理者得以依据预测的等级，为可能面临的水患、交通中断、电线掉落、土石流或疏散做更充份的准备。
美国国家气象局（National Weather Services， NWS）的预报员提供正式观察与警告，许多地方官员据此采取行动。那一星期的旧金山，有一群专家正在关注一套崭新的大气长河预报工具，由我任职的加州大学圣地亚哥分校所属斯克里普斯海洋学研究所的西方极端天气与水情中心（CW3E）开发提供。这套工具追踪10种以上变因，包括几百米上空的风速以及水汽的平移，预测出大气长河侵袭某一段海岸的机率。为了打造简明可信的分级系统，必须把10种变因简化成2个量化变因，代表大气长河来袭的强度与持续时间。
我们设计的分级从AR1（降水程度大有益处）至AR5（大有危害），目标是敦促人们密切关注初期强度等级以及任何后续变化，因为强烈的大气长河会挟带大量雨雪，重创海岸或内陆山区，为期数小时到数天，迫使地面人员定期重新评估行动。
2019年我们团队把大气长河分级表发表于《美国气象学会会刊》。这种风暴分级表，反映的是科学家每次刚发现大气长河正要形成时在幕后付出的大量心力。针对过去两年侵袭美国西岸的几次强劲大气长河所做的案例研究显示，研究人员与气象预报员如何更加熟练地告知紧急应变计划者与水资源管理者这场风暴带来的雨量将会有利于挹注供水，或将越过临界点引发水患。
防灾工作更加到位，政府官员便能致力于减低人命财损的风险，并知道如何极大化蓄水量。2021年1月，大气长河造成加州的大瑟尔（Big Sur）海岸一带严重坍方，崖边道路破碎不堪，所幸没有传出伤亡，由此可见政府官员能善用最新预报科学来监测这种风暴并减少灾情。此事例当中的知识、预报与结果充份显示，更良好的预报与沟通，大有可能帮助西海岸各处防御大型风暴。
2021年1月下旬，研究人员可以笃定太平洋上方的大气形态演变，即将带给北美西岸又一场极端天气事件。问题在于大气长河从何处登陆？会有多强？研究人员绷紧神经。海岸线某些地区，和全球地中海型气候区一样，雨水经常是稀有资源，因此居民、农家与业主都喜欢下雨。不过，大雨造成的泛滥当然可能摧毁农作、设施与性命。
北美洲的西北环太平洋地区（Pacific Northwest）连下了几星期豪雨，河川水位仍高，当地人最不需要另一场湿答答的风暴。加州饱受干旱所苦，来个几毫米雨量就是天降甘霖，但野火烧得光秃的陡峭山坡吸了水，就可能坍方。
1月20日，由大气科学家、气象学家、飞行组员与CW3E所属大气长河侦察指挥中心（Atmospheric River Reconnaissance Command Center）成员组成的团队，决定派遣飞机进入日益结实的风暴中搜集数据。尽管人造卫星与海洋浮标数据是天气模型中的要角，但并不足以用于监测大气长河的位置、强弱或水气含量，原因在于，大气长河伴有多云或多雨天候，卫星搜集数据时会受阻或失准，要靠侦察飞机来弥补落差。
两天后，美国国家海洋暨大气总署（NOAA）的G-IV喷射机爬升至夏威夷以西海域上空1万2000多米，每隔10分钟左右投放空投式探空仪（dropsonde），一连投放几个小时。空投式探空仪是一种小型仪器，挂着降落伞飘落20分钟左右，测定风速风向、水气含量、气温与气压。这些仪器把数据传回飞机，飞机再转传至全球天气资料中心，供预测模型连线取用，做为下一轮预测的起点，一般是6或12小时一轮。喷射机还配备一具原型无线电波掩星（radio-occultation）传感器，使用全球定位系统（GPS）卫星讯号来传感机身侧边290公里远的大气状态。大约100具由「全球浮标计画」（Global Drifter Program）部署在海洋中的漂流式浮标，也会把气压数据传送给数据中心。
令西北环太平洋地区湿淋淋的人们松一口气的是，根据飞行任务回传的数据，大气长河预计在南方更远处登陆。但是，这场雨对遭逢旱灾的加州而言是好事一桩？还是剧烈而危险？
1月22日下半天，CW3E的分析指出，这种风暴强度可能落在AR1。我们团队着手发送短信或电子邮件通知当地专家，他们结合NWS常规预报信息，提供建议给负责实地行动的市政首长。加州圣克鲁兹以北山区，野火才刚把陡峭坡地烧个精光，消防局长开始防范坍方。大瑟尔地区的交通运输管理人员也做好准备，一号公路沿线若有坍方就要封路。那一带山坡，有的在太平洋岸耸立300多米高。
美国陆军工兵部队的旧金山湾区办事处与地区公共事业索诺马水利署（Sonoma Water Agency），水库作业人员运用CW3E的工具与NWS预报来判断，对于曼杜西诺湖（Lake Mendocino）这座大水库而言，俄罗斯河及支流带进多少水量算是有利、而多少水量会有泛滥之虞。若评估雨势不大，他们可以保持水库闸门关闭，为即将到来的旱季尽可能多存些水。
1月23日，我们团队派G-IV喷射机到夏威夷西北方测量已经成熟但移动缓慢的低压系统。低压系统把水气与热量吸到一个从日本和西伯利亚一带快速东移的低压槽即将经过的路径上。两者交互作用会影响大气长河生成地点以及往后几天的走向。CW3E的工具显示，风暴在加州可能达到AR2等级，沿海地区所有居民的处境都更加严峻。
因应风暴升级，我们团队增加飞行任务的频率......
[1] 科学人 https://sa.ylib.com/MagArticle.aspx?id=5574
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