飓风帕特里夏的气象历史

源起

2015年10月11日，一片擾動天氣區經中美洲進入東太平洋。接下來幾天裡，系統緩慢移動，逐漸組織成中美洲環流（大規模的季風式環流）。在此期間，有東風波穿越加勒比海，於10月15日抵達中美洲，兩個系統於次日在特萬特佩克灣附近融合。中美洲環流西側的台宛太白風和冷鋒後方的反氣旋氣流相互影響，令系統的渦量增強，並在10月17日催生出細長的低氣壓區。系統規模非常龐大，覆蓋範圍從尤卡坦半島向東太平洋延伸數百英里之多。系統關聯有巨大但雜亂無章的對流區，並且規模當天還在繼續擴大。此外，強烈的馬登－朱利安振盪（這種氣候格局通常伴隨著熱帶天氣活動增長）也可能令系統所在洋面的外部環境變得更有利於進一步發展。
10月18日，系統在特萬特佩克灣南部行進期間逐漸聚攏，發展出規模較小但層次分明的環流，關聯的對流也逐漸向中心靠攏。不久後，系統受到另一陣台宛太白風的衝擊，發展成熱帶低氣壓的時間因此延遲。低氣壓很快轉移到系統東北部，同有助系統發展的台宛太白風東側對齊。10月20日清晨，大範圍的氣旋式環流內形成層次分明的小規模環流。隨著深層對流逐漸增長，美國國家颶風中心估計系統於協調世界時早上6點在墨西哥瓦哈卡州薩利奈克魯斯（Salina Cruz）東南偏南方向約335公里海域組織成第二十E號熱帶低氣壓。

急劇強化

受北側的中層高壓脊和持續不斷的台宛太白風影響，剛剛成型的熱帶低氣壓在10月20日當天緩慢朝西南偏西方向移動，並因外界環境傾向有利而穩步增強。10月21日，氣旋達到熱帶風暴強度，美國國家颶風中心因此用「派翠莎」（Patricia）為其命名。10月21日的絕大部分時間裡，風暴行經洋面的空氣都更加乾燥和穩定，水溫也比較低，這些因素都不利於熱帶氣旋強化。派翠莎接下來有大幅消退，帶狀特徵逐漸消散，下層環流也變得模糊不清。當天夜間，所有阻礙氣旋發展的因素都已消失，派翠莎上空隨即出現對流大爆發，形成中心密集雲團。在此期間，風暴開始加速向西北偏西方向前進。
由於外界環境中的風切變很少，海面溫度異常之高（達到30.5至31°C），空氣濕度也很高，這樣的條件對於熱帶氣旋發展非常有利。10月21日晚，風暴強度開始呈現戲劇性增長，並且一直持續到10月23日。UTC10月22日凌晨0點剛過，派翠莎就在墨西哥阿卡普爾科以南約370公里洋面達到薩菲爾-辛普森颶風等級下的一級颶風標準，不但有顯著的深層對流和層次分明的帶狀特徵，還在逐漸發展出風眼。接下來12小時裡，由強烈對流組成的圓環中央形成非常清晰的風眼，其直徑約為19公里，颶風頂端雲層的溫度也降至零下80到90°C，美國國家颶風中心稱風暴此時的結構幾乎完全對稱。颶風獵人偵察機測得的數據表明，氣旋在UTC下午18點時已經達到四級颶風強度，估計此時其持續風速為每小時215公里，中心氣壓已降至957毫巴（百帕，28.26英寸汞柱）。

最高強度

10月22日深夜至23日凌晨，氣旋因抵達中層高壓脊的西部邊緣而轉向西北，前進速度也相應放緩。颶風的快速增強趨勢持續到10月23日，UTC凌晨0點時就已達到五級颶風標準，估計此時其風速為每小時280公里。對流溫度還在進一步下降，截至UTC凌晨3點，直徑13公里的風眼周圍環繞的頂層雲系溫度已降至零下90°C以下。前後24小時間，派翠莎的持續風力時速升幅達195公里，中心氣壓降幅95毫巴（百帕，2.81英寸汞柱）。UTC早上6點左右，美國空軍預備役偵察機在飛行高度層測得的風速為每小時356公里，同時機上的步進頻率微波輻射計還測得每小時340公里的海面風速。此外，這架偵察機於UTC早上6點45分左右向風暴投放的最後一個投落送所測數據表明派翠莎此時的中心氣壓僅有879毫巴（百帕，25.96英寸汞柱）。偵察機在此次任務期間三次測量風暴氣壓，結果表明派翠莎的氣壓還在以每小時多於7毫巴（百帕，0.21英寸汞柱）的速度下降，飛機離開後，颶風仍在急劇發展。另外，此次偵察任務獲得的數據還表明風暴的氣壓梯度極大，達到每海里24毫巴（百帕，0.71英寸汞柱），是有紀錄以來最大的氣壓梯度之一。
從衛星圖像上看，颶風派翠莎的層次組織還在繼續改善，變得越來越清晰，美國國家颶風中心認為氣旋於UTC10月23日中午12點左右在墨西哥曼薩尼約西南方向約240公里海域達到最高強度。估計此時其最大持續風速達每小時345公里，中心氣壓872毫巴（百帕，25.75英寸汞柱），派翠莎由此成為有紀錄以來強度第二高的熱帶氣旋，僅次於1979年的颱風狄普。從這天早上偵察機所測數據來看，這場颶風的最低氣壓有可能低於狄普創下的870毫巴紀錄，但由於缺乏直接觀測數據支持，氣象機構無法作出確定判斷。達到最高強度時，派翠莎強烈的風暴核心部分直徑約為40公里，最大風速半徑只有11公里。
接下來六小時裡，氣旋強度基本保持不變，並在下加利福尼亞半島上空的短波槽影響下轉向東北，前進速度也有提升。UTC下午18點左右，另一架偵察機測得颶風的中心氣壓為879毫巴（百帕，25.96英寸汞柱）。偵察機當時受到上升和下降氣流引發的強烈湍流衝擊，機組成員遭遇的最強G力分別為+3.0和-1.5。

登陸及消散

10月23日晚，雷達圖像顯示氣旋內有另一層風眼牆在原有風眼牆外側形成，表明風暴正進入眼牆置換周期。偵察機在最後一次經過颶風時測得飛行高度層風力時速已下降95公里，並且系統氣壓還在以每小時8毫巴（百帕，0.24英寸汞柱）的速度回升。進入眼牆置換周期的同時，派翠莎遭遇的西南向風切變也有增長，導致氣旋的消退速度進一步加快。颶風的風眼很快被雲層填充，隨之而來的是前所未有的弱化趨勢。
UTC23點，風暴以風力時速240公里、中心氣壓估計為932毫巴（百帕，27.49英寸汞柱）的強度從墨西哥曼薩尼約西北偏西方向約85公里的奎克斯馬拉（Cuixmala）附近登陸，派翠莎由此超越1959年的無名颶風和1976年的颶風瑪德琳，成為有紀錄以來襲擊墨西哥太平洋海岸時最強烈的颶風。雖然在實際操作上認為派翠莎登陸時的風力時速為270公里，氣壓920毫巴（百帕，27.17英寸汞柱），仍屬五級颶風，對現有數據的再次分析表明颶風比原先想像的更迅速地減弱：位於奎克斯馬拉的自動氣象站測得934.2毫巴（百帕，27.54英寸汞柱）的氣壓值。哈利斯科州村莊埃米利亞諾·薩帕塔（Emiliano Zapata）一度位於風眼內，當地風暴追逐者在此期間測得937.8毫巴（27.7英寸汞柱）的氣壓值，這一觀測數據說明氣旋產生的氣壓梯度為每海里11毫巴（百帕，0.32英寸汞柱）。
雖然派翠莎登陸時的氣壓有多方觀測數據對照，但其風速相對而言卻不夠明朗，每小時240公里這一數值是根據德沃夏克分析法測算出氣壓回升54毫巴（百帕，1.59英寸汞柱）後推導得出。根據另一公式測算，風暴登陸時的風力時速也可能是237公里。美國國家海洋和大氣管理局位於查梅拉－奎克斯馬拉生物圈保護區海拔85米位置的自動氣象站測得的持續風速為每小時298公里，最大陣風時速更達340公里。這間氣象站獲取的其它原始數據表明派翠莎此時的持續風速高達每小時428公里，最強陣風時速1831公里，氣象機構認為這些數據太過不切實際，未予採信。由於氣象站的位置尚在颶風最大風速半徑外，因此其觀測結果可信度不高。可靠紀錄中地面觀測的最高風速是UTC10月23日晚22點30分至23點墨西哥皮斯塔（Pista）測得的每小時158公里，風速計在測得此讀數後損壞。
10月24日，風暴經過西馬德雷山脈，減弱速度因此進一步加快，僅登陸數小時後風眼就已從衛星圖像上消失。UTC凌晨3點從墨西哥瓜達拉哈拉以西經過時，氣旋強度已低於颶風標準。派翠莎在墨西哥西北部上空的低壓槽同墨西哥灣上空的高壓脊之間加速深入內陸，對流的層次組織呈現戲劇性消退趨勢，下層環流中心和中到上層環流中心很快就相互分離。截至UTC中午12點，氣旋已降級成熱帶低氣壓，內部有組織的對流已所剩無幾，不久後就在墨西哥中部上空消散。受墨西哥的多山地形輔助，派翠莎的中到上層環流伴隨著相當可觀的濕氣繼續向東北飄移，並同墨西哥灣西部上空的冷鋒相互影響，在阿肯色州、路易斯安那州、密西西比州和德克薩斯州大範圍地區引發洪災。

紀錄

颶風派翠莎的最強風力時速高達345公里，最低氣壓872毫巴（百帕，25.75英寸汞柱），是有紀錄以來全球第二強烈的熱帶氣旋，僅次於1979年最低氣壓870毫巴（百帕，25.69英寸汞柱）的颱風狄普，也是西半球有紀錄以來的最強熱帶氣旋。此前西半球熱帶氣旋的最低氣壓紀錄是由2005年的颶風威爾瑪保持，為882毫巴（百帕，26.05英寸汞柱），最強風速則是由1980年的颶風艾倫以每小時305公里創下，兩者都是大西洋颶風。赤道以北、國際日期變更線以東的東太平洋盆地此前的最強颶風是1997年的颶風琳達，最大持續風速每小時295公里，最低氣壓902毫巴（百帕，26.64英寸汞柱）。10月23日，偵察機一度測得每海里24毫巴（百帕，0.71英寸汞柱）之多的氣壓梯度，在有紀錄以來所有的熱帶氣旋中同樣屬最高之列。
按可靠觀測及估算數值判斷，派翠莎的一分鐘最大持續風速超越2013年的颱風海燕，創下全球熱帶氣旋的新紀錄，但是，颱風海燕的風速是根據衛星圖像估算得出（德沃夏克分級T8.0，為最高值），沒有經過偵察機確認，所以兩場風暴的強度不適合直接對比。據世界氣象組織記載，1961年的颱風南施亦以持續風速每小時345公里創下熱帶氣旋風速紀錄，但天氣學界普遍認為，20世紀40至60年代間西太平洋的偵察機對熱帶氣旋強度過分高估，所以南施的紀錄可能並不可靠。不過，熱帶氣旋產生的最強陣風時速和除龍捲風外人類測得的最強風速紀錄仍由1996年的氣旋奧利維亞保持，該氣旋一度在西澳大利亞州巴羅島產生速度高達每小時407公里的陣風。
派翠莎的增強速度在有紀錄以來人類觀測到的所有熱帶氣旋中也屬最快之列。從UTC10月22日早上6點到23日早上6點，風暴的最大持續風速從每小時140公里提升到335公里，提升幅度高達195公里，創下新的紀錄。颶風這段時間的中心氣壓降幅有95毫巴（百帕，2.81英寸汞柱），僅次於1983年颱風佛瑞特在不足24小時內氣壓下降100毫巴（百帕，2.95英寸汞柱）的紀錄。派翠莎登陸時的氣壓為932毫巴（百帕，27.52英寸汞柱），打破2014年颶風奧迪爾的941毫巴（百帕，27.73英寸汞柱）登陸強度紀錄。同時，風暴在海上的減弱速度同樣刷新舊有紀錄，登陸前五小時氣壓共回升54毫巴（百帕，1.59英寸汞柱）之多。此外，投落送在颶風風眼700毫巴高度測得的氣溫達32.2°C，比其它任何熱帶氣旋風眼中測得的溫度都高。