颶風伊凡的氣象歷史

颶風伊凡
Hurricane Ivan
五級颶風（美國）
	颶風伊凡的行進路線圖
形成	2004年9月2日
消散	2004年9月24日
最高風速	1分鐘持續： 165英里/小時（270公里/小時） ;
最低氣壓	910毫巴（百帕）；26.87英寸汞柱
影響地區	向風群島（特別是格瑞那達）、委內瑞拉、牙買加、大開曼、古巴、阿拉巴馬州、佛羅里達州、路易斯安那州、德克薩斯州和美國東部大部分地區
	2004年大西洋颶風季的一部分
	歷史氣象歷史; 影響小安的列斯群島和南美洲; 大安的列斯群島; 龍捲風爆發; 其它維基資源颶風伊凡;

颶風伊凡是2004年大西洋颶風季最持久的熱帶氣旋，從八月末一直延續到九月下旬。颶風源於8月31日離開非洲海岸的東風波^{[注 1]}，受高壓脊影響向西行進，進入熱帶大西洋深處後因外界環境有利在9月2日發展成熱帶低氣壓。氣旋逐漸增強，9月5日開始快速增強並達到四級颶風標準，刷新位置最偏南部的大型大西洋颶風紀錄。

伊凡遇到乾燥空氣後迅速減弱，但又重新組織，9月7日以大型颶風強度掠過格瑞那達以南近海，然後又在中加勒比海達到五級強度。接下來的數日時間裡，風暴因以眼牆置換為主的多種因素影響而出現強度波動，以風速略低於五級颶風標準強度從牙買加以南近海，開曼群島以及古巴西部經過。接下來伊凡轉向北上，因外界環境變得不利而逐漸減弱，於9月16日以每小時195公里風速強度在美國阿拉巴馬州的格爾夫海岸登陸。風暴在轉向東北的行進過程中迅速減弱成熱帶低氣壓，於9月18日轉變為溫帶氣旋。

伊凡的殘留轉向南下，後又轉至西南，於9月21日穿過佛羅里達州後開始重新獲得熱帶系統特徵。9月22日，系統在路易斯安那州東南方向再次成為熱帶低氣壓，之後還達到了風速每小時95公里的熱帶風暴強度，然後再逐漸減弱並以熱帶低氣壓強度沿路易斯安那州西南方向登岸，其環流於9月25日進入德克薩斯州境內後消散。

形成和增強

8月31日，一股大規模的東風波離開西非海岸，沿其軸線存在的熱帶天氣系統中包含有一股低氣壓和顯著的外流模式，但起初其對流非常有限，並且層次較為混亂^[2]。次日，衛星圖像顯示維德角東南方向海域出現一片直徑為1115公里的氣旋式環流^[3]，並且還有多個颶風預測模型預計系統將會得到發展和增強^[4]。對流在系統快速西進的過程中逐漸組織起來並發展出雨帶，氣象學家於9月1日晚開始使用德沃夏克分析法對其進行追蹤。由於外界環境中的風切變很少，並且存在有利於氣旋發展的外流，系統中心開始有強勁的深層對流發展出來並持續存在，協調世界時9月2日下午18點，系統在維德角的培亞西南方向約730公里洋面發展成第九號熱帶低氣壓^[2]。

成為熱帶氣旋後，低氣壓受到北面一個高壓脊產生的深層東向轉向氣流影響，預計將經過海面溫度超過28°C的水域，在4小時內增強成颶風^[5]，地球物理流體動力學實驗室則預計低氣壓會在之後三天時間內達到薩菲爾-辛普森颶風等級下的四級颶風標準。東北風向的風切變有所增加，令風暴中心移動到深層對流的東北邊緣^[6]，雖然有風切變的存在，並且所處區域緯度也相對較低（北緯9.7°），低氣壓還是在9月3日清晨達到熱帶風暴強度，美國國家颶風中心因此將其命名為「伊凡」（Ivan）^[2]。

接下來風切變有所減少，熱帶風暴伊凡的組織性也因此逐漸增強，其各個象限的外流都有所擴張。當天晚些時候的衛星圖像顯示，層次分明的彎曲雨帶逐漸把大部分環流包裹起來^[7]。次日，深層對流的層次結構一度變得有些模糊^[8]，之後又重新組織起來並發展出眼狀特徵^[9]。對流接下來繼續深化，眼狀特徵也完全轉變成了一個風眼^[10]，伊凡也在UTC9月5日早上6點左右增強成颶風。由於外界環境一直有利於風暴發展，伊凡在達到颶風強度後開始進入爆發性增強期，其氣壓在18小時內下降了39毫巴（百帕，1.15英寸汞柱），每小時風速也提高了95公里之多。9月6日清晨，颶風伊凡在位於南部小安的列斯群島的多巴哥島以東約1330公里海域達到風力時速215公里的第一波最高強度^[2]。

處於大型颶風強度的伊凡核心保持著非常強烈的對流和層次分明的風眼。氣象部門在實際操作中一度認為，颶風再度進入爆發性增強期的可能性達到典型颶風平均值的近9倍，預計將以每小時約240公里風速從巴貝多近海掠過^[11]。但是，颶風達到四級強度後不久，其外圍對流就開始變得不規則^[12]。颶風獵人偵察機發現風眼北部存在撒哈拉空氣層^[13]，導致風眼牆受到侵蝕，風速也明顯降低^[14]，到9月6日晚已降至時速165公里^[2]。內層的風眼牆消失，外層直徑37公里的風眼牆占據主導地位，颶風的總體組織性同時也有所改善^[15]。伊凡在朝小安的列斯群島逼近的過程中再次達到大型颶風標準，UTC9月7日晚21點30分，氣旋從格瑞那達最南端的西南偏南僅11公里外洋面經過，這也是其距該島最近的一次。颶風這時的風眼直徑為19公里，其北面風眼牆產生的狂風吹襲了該島^[2]，並且向北遠至多米尼克仍然報告出現了熱帶風暴強度的大風^[2]。

加勒比海

颶風伊凡進入加勒比海後再次達到四級強度^[2]，隨後開始進入眼牆置換周期^[16]。風暴在接下來約18小時裡沿委內瑞拉北部近海平行移動，其強度也基本保持不變。9月8日晚，氣旋在轉向西北偏西後進入又一輪爆發性增強期^[2]。颶風獵人在風眼東北偏北記錄下的飛行高度層持續風速達到每小時290公里，同時一個投落送也在距風暴表層上方約190米位置記錄下了時速325公里風速，和低至916毫巴（百帕，27.05英寸汞柱）的氣壓^[17]。根據這些報告的數據，氣象部門估計伊凡於UTC9月9日早上6點在位於阿魯巴以北約145公里洋面達到五級颶風強度^[2]，並且預計會以大型颶風強度吹襲佛羅里達州南部^[17]。

保持五級強度約12小時後，伊凡因另一次眼牆置換周期的影響開始逐漸減弱，到9月10日風力時速已降至225公里。次日清晨，颶風再次增強到略低於五級颶風標準，但很快又由於再一次眼牆置換周期的影響而減弱。UTC9月11日凌晨3點30分，風暴以風速每小時240公里強度在牙買加最南端以南僅37公里海域經過，也是距該國距離最近的一次^[2]。之前的預測認為颶風將在該島登陸^[17]，但由於強度減弱並且有向西轉向，伊凡最強烈的風力沒有吹襲該島，不過牙買加還是受到了持續風速達到四級颶風強度的狂風襲擊。風暴在途經該島南部的過程中產生了傾盆大雨，多個氣象站記錄下了超過600毫米降雨量^[2]。伊凡之所以在最後時刻向西轉向，沒有登陸牙買加，主要是因為墨西哥灣東部上空一片中層高氣壓系統的影響。經過該島海域後，風暴因巴哈馬上空一片上層低氣壓的干擾而緩慢減弱^[18]。遠離牙買加後，伊凡再度快速增強並達到五級強度，於9月12日清晨達到風速每小時265公里，氣壓低至910毫巴（百帕，26.87英寸汞柱）的最高強度^[2]。

達到最高強度後不久，颶風又一次因進入眼牆置換周期而減弱^[19]。UTC9月12日下午14點15分，伊凡從開曼群島的喬治敦西南偏南方向40公里外洋面經過，當地報告出現的持續風速達到每小時240公里。整個大開曼都被颶風產生的風暴潮淹沒^[2]。眼牆置換周期結束後，伊凡於9月13日清晨第三次達到五級颶風強度。之後不久，風暴北面的高壓脊因一個低壓槽的影響出現缺口，颶風也因此轉向西北。低壓槽令外流增強，並且行經水域水溫較高，伊凡因此得以保持五級強度達30小時之久。9月14日清晨，颶風從古巴卡波聖安東尼奧西南方向約28公里近海經過尤卡坦海峽^[2]，風眼牆的東部在該島西部掠過^[20]。島上只有最西面的區域出現颶風強度的狂風，不過島上普遍出來了降雨^[2]。

墨西哥灣及在阿拉巴馬州登陸

進入墨西哥灣南部後，伊凡於UTC9月14日早上6點減弱成四級颶風。風暴逐漸轉向北上，位於美國中部上空的一片大規模低壓槽令颶風上空的風切變有所增加^[2]，風暴再度出現眼牆置換，加上乾燥空氣和外流受限的影響而不斷減弱^[21]。9月14日晚，風眼牆的組織性又有了好轉，伊凡也停止減弱，氣象部門預計颶風會因進入水溫較高的海域而再次出現小幅增強^[22]。風眼的直徑擴大到95公里，同時西向風切變和乾燥空氣仍在不斷增多^[23]。隨著伊凡逼近美國墨西哥灣沿岸地區，颶風獵人報告南部的風眼牆出現已受到侵蝕^[24]，同時近海較低的水溫也令其進一步減弱。UTC9月16日早上約6點50分左右，颶風伊凡以風速每小時195公里強度在阿拉巴馬州格爾夫海岸以西不遠處登陸，其中最強的風速出現在阿拉巴馬州南部和佛羅里達州西部的邊界附近^[2]。從佛羅里達州的德史坦向西直至阿拉巴馬州的莫比爾灣都在風暴登陸期間出現了3至4.5米高的風暴潮^[2]。

國家颶風中心預計伊凡登岸後會在阿巴拉契亞山脈以南領空停止前進直至消散^[24]，但颶風實際上在行經莫比爾灣後轉向東北偏北，在12小時內已迅速減弱成熱帶風暴^[2]。環流的層次結構變得有些混亂^[25]，到9月17日清晨，氣旋已在阿拉巴馬州東北部上空降級成熱帶低氣壓。低氣壓加速朝東北方向的一片冷鋒逼近，沿途普降暴雨，還在從阿拉巴馬州到馬里蘭州之間地區催生了大量龍捲風。9月18日晚，伊凡的殘留在德瑪瓦半島上空與冷鋒融合併因此轉變成溫帶氣旋^[2]。

再度增強和消亡

轉變成溫帶低氣壓後，伊凡的殘留因東面一個正在形成的上層高壓脊影響而轉向東北並進入大西洋^[2]^[26]。氣象部門仍然可以根據表面和上層數據對這個溫帶氣旋進行追蹤，系統在之後幾天時間裡先轉向南下，然後又轉至西南^[2]。9月20日，系統在佛羅里達州東部近海產生了零散的雷陣雨，但由於存在風切變的不利影響而無法再度發展成熱帶氣旋，不過氣象部門指出，之後數天內可能會有利於氣旋發展的情況出現^[27]。9月21日，低氣壓經佛羅里達州南部進入墨西哥灣，並在接觸到該海域的溫暖洋流後開始再度獲得熱帶天氣系統特徵，下層環流的層次逐漸改善，中心上空也再度發展出對流。根據颶風獵人的報告，美國國家颶風中心估計低氣壓於9月22日在位於密西西比河河口東南偏南方向約280公里外海域再次發展成熱帶低氣壓^[2]。

美國國家颶風中心在針對這個重新發展出的熱帶氣旋發布的第一份公告中表示，經過對其消亡進行大量內部討論（還進行了一些動畫演算）後，該部門根據對下層環流和表面的分析結果認為，氣旋存在合理的連續性，因此將其歸類為颶風伊凡的後續熱帶天氣系統^[28]。雖然有不利其發展的風切變存在，同時雲層結構也較為混亂，但根據颶風獵人的報告，氣旋還是在9月23日清晨增強為熱帶風暴^[29]。風暴中心上空有一片深層對流區發展出來，風速也達到了每小時95公里^[30]，不過雷暴活動減少後，風速就已有所減弱^[31]。UTC9月24日凌晨0點，熱帶風暴伊凡減弱成熱帶低氣壓，並於兩小時後在路易斯安那州卡梅倫堂區的霍利比奇（Holly Beach）附近登岸^[2]。起初計算機模型曾預測風暴下層環流會轉向西南再度進入墨西哥灣^[31]，但伊凡實際上在陸地上迅速減弱，到UTC9月24日中午12點已在德克薩斯州東南部上空降級成殘留低氣壓^[2]。低氣壓轉向南下^[32]，環流也在9月25日清晨消散^[33]。殘留的低壓槽於當天晚到達墨西哥灣西北部，產生了短暫而零散的雷陣雨^[34]後消散^[35]。

紀錄

颶風伊凡在北緯10.2°海域達到薩菲爾-辛普森颶風等級下的三級標準，成為有紀錄以來形成位置最靠南面的大型颶風^[2]，並且颶風達到四級和五級強度的位置也比其它任何北大西洋熱帶氣旋更加偏南，分別是北緯10.6°和13.7°。伊凡當時是有紀錄以來第六強烈的大西洋颶風，不過之後已被颶風威瑪等多個氣旋超越，排名跌至第十^[36]。此外，這場風暴保持大型颶風或以上風速的總時長達到十天，也創下了大西洋颶風的新紀錄^[37]，並且作為熱帶氣旋存在了450個小時，也是有紀錄以來持續時間第十長的大西洋颶風^[36]。