2024年9月26日晚些时候，飓风“海伦妮”以萨菲尔-辛普森飓风风力等级4登陆佛罗里达州狭长地带，给沿海地区带来强风、极端降雨和风暴潮。

　　在接下来的两天里，“海伦妮”从东北偏北的方向袭击内陆，给包括乔治亚州大部分地区、北卡罗来纳州西部和南卡罗来纳州西部、田纳西州东部和弗吉尼亚州南部在内的大片地区带来暴雨，导致这些地区发生广泛的、在许多情况下是前所未有的山洪暴发。至少227人死亡，近200万人断电。

　　与其他类型的极端天气事件相比，气候变化对热带气旋的影响更为复杂，由暴雨和极端强风共同驱动。此外，周围环境条件，特别是墨西哥湾和更广泛流域的海表温度，对飓风的形成至关重要。​来自美国、英国、瑞典和荷兰的科学家使用几种不同的方法来研究气候变化对飓风“海伦妮”各方面的影响。今年早些时候在菲律宾、中国台湾和湖南造成严重影响的台风“格美”也采用相同的研究方法。我们重点分析人类引起的气候变化是否以及在多大程度上影响与飓风“海伦妮”相关的风速和降雨量。

　　为评估气候变化在强降雨中的作用，我们将受影响最大的地区分为两个次区域，沿海地区(29.5-32°N和81.5-86°W)是次区域1，“海伦妮”在这里登陆并导致2天的极端降雨。内陆地区(34.5-38°N和80-85°W)是次区域2。在阿巴拉契亚山脉的南部和中部，飓风带来的降雨与之前的强降雨系统相结合，导致3天前所未有的降雨。为研究形成和推动“海伦妮”的条件，我们还分析气候变化在高海表温度和潜在强度中的作用。潜在强度是一种结合海表温度、空气温度和空气湿度数据来预测最大飓风风速的度量。

　　主要成果：

　　飓风“海伦妮”形成于墨西哥湾，海表温度高于历史记录。在“海伦妮”登陆前的几天里，一股缓慢移动的风暴沿着一股停滞的冷锋形成，从“海伦妮”外缘吸收热带湿气。这个系统从亚特兰大一直延伸到南部阿巴拉契亚地区，甚至在与“海伦妮”有关的强降雨到来之前，就给南部各州和阿巴拉契亚地区带来非常强烈的降雨，导致毁灭性的洪水。总体而言，至少227人死亡，这是自2005年发生飓风“卡特里娜”以来，美国大陆飓风造成的最高死亡人数。

　　除了飓风和降雨事件之前造成的强降雨外，地形的陡峭使雨水流入河流和小溪，导致非常突然的山洪暴发，水位高至屋顶，许多地区无法进行人员疏散。

　　在今天的气候条件下，因燃用化石燃料，气候已变暖1.3°C。天气观测表明，飓风“海伦妮”带来的严重降雨事件在沿海地区大约每7年发生一次，在内陆地区大约每70年发生一次。

　　为确定气候变化在降雨中的作用，我们将观测与气候模式结合起来。在这两个次区域，由于气候变化，降雨量增加约10%，气候变化使2天和3天的降水总量分别等效增加约40%和70%。如果世界继续燃用化石燃料，导致全球变暖比工业化前水平高出2摄氏度，这两个地段发生灾难性降雨的可能性将增加15- 25%。

　　•IRIS模型通过分析在“海伦妮” 2度范围内登陆的风暴来研究“海伦妮 ”的强风。通过统计模拟低1.3°C气候下的风暴，模型表明，气候变化导致此类风暴的数量增加约150%(从每130年一次到现在平均每53年一次)，同样，类似风暴的最大风速现在约为6.1米/秒(约11%)。

　　还研究导致“海伦妮”强度风暴的环境条件。使用与降雨相同的方法，我们发现气候变化增加了9月份的潜在强度，在“海伦妮”的轨迹附近可能增加18倍。利用海洋气候变化指数，我们发现，由于燃用化石燃料，风暴轨迹上方的海表温度可能增加约200-500倍。

　　这些研究结果表明，气候变化正在增强有利于形成像“海伦妮”这样最强飓风的条件，具有更强的降雨总量和风速。这与其他科学研究结果一致，即大西洋热带气旋在气候变化的影响下变得更加湿润，并且在更迅速地增强。

　　对飓风“海伦妮”的预测非常准确，美国国家海洋和大气管理局(NOAA)敦促媒体警告人们，阿巴拉契亚南部地区将发生“灾难性的、危及生命的”洪水和山体滑坡。在“海伦妮”登陆前，还要求沿海地区受影响的人们疏散。然而，大多数死亡事件发生在更内陆的山区。据媒体报道，内陆山区手机和互联网信号不稳定，应对飓风经验有限，疏散基础设施更有限。这些困难使人们措手不及。

　　沿着飓风“海伦妮”的内陆路径，有一个水坝和排水系统网络。人们一直认为这些设施暴露于高度危险中，总体上处于失修状态。尽管下游至少有3座大坝发出可能溃坝的警告，但最终免于灾难性的溃坝。然而，目前的防洪基础设施并没有考虑到暴雨在山区引发的山体滑坡和泥石流，而内陆地区发生这种情况可摧毁房屋、企业和道路。