上周末，龙卷风袭击了美国中西部和南部地区，气象学家对此感到震惊。12月10日晚上，龙卷风袭击了美国多个州，其凶猛程度令人难以置信，比往年龙卷风袭击的时间要晚得多。整个社区被摧毁，至少90人丧生。肯塔基州、阿肯色州、密苏里州、田纳西州、密西西比州和伊利诺伊州的居民仍在恢复和寻找失踪的亲人。
龙卷风对科学家来说仍然是个谜。我们知道龙卷风形成所需的基本气象成分，以及它们出现的地点和时间。但根据一些早期的研究，美国是世界上龙卷风最多的国家，对美国来说，正常的情况可能会发生变化。然而，气候变化和龙卷风之间的关系仍然模糊不清。科学家们仍然需要更好地了解什么是引发龙卷风的完美风暴条件，这样他们才能弄清楚在一个变暖的世界里事情会发生怎样的变化。
“你真的不想看到这样的结果。”
The Verge采访了约翰·t·艾伦，他是中密歇根大学专攻龙卷风的气象学副教授。他告诉我们科学家们仍在努力了解龙卷风的哪些方面，以及我们未来可能会看到的情况。
为了篇幅和清晰度，这篇采访经过了轻微的编辑。
作为一个研究龙卷风很长时间的人，当你看到周末发生的事情时，你的脑海里闪过什么?
说实话，这从来都不是件愉快的事。亲眼目睹了几次这样的高端龙卷风，目睹了它们留下的破坏，有一种无力感来自……你大概知道它会发生，但你对此无能为力。
在这种特殊情况下，你的一部分只是希望风暴能有所改变:它停止这样做，不要袭击城镇，或者它错过了南部的城镇，或者它错过了人口稠密的地区。你真的不想看到这样的结果。
是什么让周末来袭的龙卷风变得不同寻常?
我认为这次事件的突出之处在于几个特别长的龙卷风，从阿肯色州延伸到肯塔基州。一场特别的风暴产生了极长轨迹的龙卷风。我们不知道这条轨道的确切长度，但它可能会成为历史上最长的轨道龙卷风的上层。龙卷风的另一个特点是它特别强烈。我们看到许多人死于这场龙卷风，许多城镇完全被摧毁。因此，毫无疑问，这将是载入人们记忆的历史性事件之一，这些社区将在很长一段时间内感受到它。
“这些社区将在很长一段时间内感受到这种影响。”
这次龙卷风爆发的规模肯定比去年12月的龙卷风爆发要大。我们以前在12月就有龙卷风，即使在圣诞节，如果条件合适，你也可能有龙卷风爆发。所以至少就12月的龙卷风而言，这并不太令人惊讶。龙卷风的绝对数量并不是很大。我们正在谈论的是大约30个龙卷风，在未来几天的调查结束之前我们不会知道。
还有什么其他因素可能使这场龙卷风爆发特别危险，比如它的路径，或者它发生在晚上，人们很难看到它的到来?
这个地区人口相对较多，这对龙卷风来说绝不是一件好事。在平原上，它们的数量相对稀少。这意味着可能受到影响的地方更少了。但是当你有一条像这样长的轨道时，撞到东西的几率就会增加。当你进入美国东南部，它呈指数增长。[编者注:一些研究还发现，中西部和东南部的部分地区出现了龙卷风增多的趋势，而大平原地区则出现了龙卷风减少的趋势，而在过去，这些地区的龙卷风更为常见。]
除此之外，我们还有一场龙卷风发生在深夜，人们不一定会预料到它的到来。我们不是在人们通常认为的龙卷风季节，这意味着人们在毫无防备的情况下被抓住的整体脆弱性和可能性要高得多。夜间龙卷风造成的死亡人数肯定不成比例。
人们已经提出了一些问题，关于未来可以或应该做些什么来为龙卷风做准备。到目前为止我们知道什么气候变化如何影响美国的龙卷风?
很难具体地说龙卷风。它们是非常小尺度的现象。即使在日常生活中，也很难预测风暴是否会产生龙卷风。到目前为止，很多研究都着眼于可能导致龙卷风的成分和条件:温暖潮湿的空气，随着高度变化的风速，这使得风暴得以组织。我们发现，至少在未来，这一季的长度肯定会增加。我们看到这些龙卷风的可能性越来越大。与现在相比，气温每升高1摄氏度，在秋冬和早春产生龙卷风的风暴就会增加25%。
我们经历了一段异常温暖的时期——我的意思是，孟菲斯周五达到了华氏80度，这对冬天来说是异常温暖的。风暴依靠地表附近相对温暖潮湿的空气来增加可用能量，从而产生强大的上升气流。所以在这种情况下，风暴的垂直运动更强，这往往是我们看到的更强的风暴可能产生龙卷风的原因。
另一个因素，一个不会真正改变的因素是风切变。所以如果你考虑云在不同高度向不同方向移动，这就是风切变。风切变的作用是让风暴组织起来，形成更持久的东西。它持续的时间更长。这不是你平常看到的雷雨天气。在这种特殊情况下，这场风暴可能持续了7个多小时。众所周知，这类风暴更容易产生龙卷风。
龙卷风是如何形成的呢?
我们知道有很多不同的机制可能会产生龙卷风。一般来说，你需要超级单体雷暴。超级单体雷暴在中层开始旋转，这个过程产生了下降气流，然后导致地表的旋转变得更加强烈，最终当它超过每小时50英里时，我们称之为龙卷风。但龙卷风形成的确切机制仍然是科学研究的一个开放话题。
在这种情况下，多重风暴产生了非常强烈的龙卷风。通常大约6次或更多被定义为一次爆发，尽管存在其他度量标准。龙卷风的爆发与大尺度天气系统有关。这个特殊的系统最终在达科他地区产生了降雪。它在密歇根州产生了强风，风速约为每小时60英里。这个特殊的系统，当它向东移动时，从墨西哥湾拉来了温暖的潮湿空气，而墨西哥湾的温度比正常情况下要高一些。温暖潮湿的空气与系统后面相对较冷的空气并列。这些因素和上层系统的相互作用也产生了一大片有利条件的区域。它把这些成分结合在一起。所以在这个特殊的例子中，我们有一个系统，它产生了一个非常大的有利条件，这就是长路径龙卷风的原因。
气象学家如何预报龙卷风?我们通常有多少预警?
警报时间平均超过13分钟。在这种情况下，我们在梅菲尔德有超过20分钟的时间，这是受影响最严重的地区之一。所以人们对这一特殊事件有很好的期待。
在预测龙卷风的可能性方面，它真的回到了我们之前谈到的那些成分条件。
“这是一个我们仍在努力思考的问题。”
我们有一整套模型在我们的风暴预测中心和其他小组中运行基本上是预测风暴本身并试图了解风暴会形成吗?会有多激烈呢?我们用它来制定预测，并提前8天发布。最后的展望是当天，然后是龙卷风手表。龙卷风手表说，“在接下来的几个小时内可能会有龙卷风。”然后龙卷风警报是，“龙卷风向你袭来。”
关于龙卷风，科学家们还在试图了解什么?是什么让它们难以学习呢?
我认为，要弄清楚为什么在特定的情况下会产生龙卷风，这是一个我们仍在努力解决的问题。
在实地项目中，你很难真正到实地去观察龙卷风，这并不罕见。与此同时，我们在其他情况下对这些事件进行了很好的观察。挑战在于，在非常小的尺度上，有很多物理过程对龙卷风至关重要。这种小规模的影响意味着很难确定哪个风暴会产生龙卷风。是哪一个?同样，它是否会产生长轨迹、高尺度的龙卷风?还是会产生相对较弱的龙卷风?我们对此没有很好的答案。
我们确实需要更多的实地观察。我们需要更多的模型研究来了解发生了什么。有很多科学和研究需要完成，这些事情需要联邦政府的支持。
