การสังเกตการณ์พายุหมุนเขตร้อน จากบันทึกประวัติศาสตร์สู่เทคโนโลยีสมัยใหม่

การสังเกตการณ์พายุหมุนเขตร้อนมีการดำเนินการมานานหลายศตวรรษ โดยใช้วิธีการที่หลากหลาย ตั้งแต่การบอกเล่าปากต่อปากจากกะลาสีเรือที่เข้าเทียบท่า การส่งสัญญาณวิทยุจากเรือในทะเล ไปจนถึงการวิเคราะห์ตะกอนดินในบริเวณปากแม่น้ำ และการบันทึกความเสียหายของเมืองชายฝั่ง

หลังสงครามโลกครั้งที่สอง เทคโนโลยีได้ก้าวหน้าไปอย่างมาก มีการนำเครื่องบินมาใช้ในการสำรวจแอ่งมหาสมุทร การใช้ดาวเทียมเพื่อเฝ้าติดตามมหาสมุทรทั่วโลกด้วยวิธีการต่างๆ การใช้เรดาร์เพื่อติดตามความคืบหน้าของพายุเมื่อเข้าใกล้ชายฝั่ง และล่าสุดคือการนำอากาศยานไร้คนขับ (UAV) มาใช้เพื่อเจาะลึกเข้าไปในใจกลางพายุ

การระบุร่องรอยทางธรณีวิทยาของพายุในอดีต

การศึกษาพายุในอดีต หรือที่เรียกว่า พาลีโอเทมเพสโตโลจี (Paleotempestology) ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจรูปแบบของพายุหมุนเขตร้อนในระยะยาวผ่านหลักฐานทางธรรมชาติ

หินงอกหินย้อยในถ้ำ

การศึกษาไอโซโทป 18O และ 13C ในหินงอกหินย้อยในประเทศเบลีซ แสดงให้เห็นว่าเหตุการณ์พายุหมุนเขตร้อนสามารถทิ้งร่องรอยที่สามารถแยกแยะได้เป็นรายสัปดาห์ โดยมีอัตราความผิดพลาดที่ต่ำมาก

ร่องรอยในปะการัง

หินปะการังประกอบด้วยไอโซโทปของธาตุที่ทำหน้าที่เป็นตัวติดตามธรรมชาติ การศึกษาแคลเซียมคาร์บอเนตในหินปะการังสามารถเผยให้เห็นอุณหภูมิพื้นผิวน้ำทะเลและข้อมูลพายุในอดีต โดยไอโซโทปออกซิเจนที่เบากว่า (16O) จะถูกทิ้งไว้ในปะการังในช่วงที่มีฝนตกหนัก ซึ่งเป็นลักษณะเด่นของพายุหมุนเขตร้อน

การสะสมของตะกอนในทะเลสาบชายฝั่ง

ศาสตราจารย์ Kam Biu-Liu จากมหาวิทยาลัย Louisiana State ได้ศึกษาตะกอนที่ก้นทะเลสาบและบึงชายฝั่งเพื่อวิเคราะห์ความถี่และความรุนแรงของพายุในช่วง 5,000 ปีที่ผ่านมา เนื่องจากคลื่นพายุซัดฝั่ง (Storm Surge) จะพัดพาทรายจากชายฝั่งเข้าไปในแหล่งน้ำจืด ทำให้เกิดชั้นทรายสะสมซึ่งสามารถระบุอายุได้ด้วยการหาอายุจากคาร์บอนกัมมันตรังสี

บันทึกทางประวัติศาสตร์และหนังสือพิมพ์

ก่อนการประดิษฐ์โทรเลขในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 ข้อมูลข่าวสารเดินทางได้ช้ามาก ทำให้ไม่มีการเตือนภัยล่วงหน้า แต่ต่อมานักวิจัยและผู้ที่เดินเรือได้พัฒนาระบบการสังเกตลักษณะท้องฟ้าและสภาพทะเลเพื่อทำนายการมาถึงของพายุล่วงหน้าได้ประมาณ 2 วัน

ในประเทศจีน บันทึกท้องถิ่นที่เรียกว่า Fang Zhi ให้ข้อมูลความละเอียดสูงเกี่ยวกับความถี่ของพายุไต้ฝุ่น โดยมีการสร้างชุดข้อมูลย้อนหลัง 1,000 ปีในมณฑลกวางตุ้ง พบว่าช่วงปี ค.ศ. 1660-1680 เป็นช่วงที่มีพายุเข้าบ่อยที่สุด ซึ่งสอดคล้องกับช่วงที่หนาวและแห้งที่สุดในจีนตอนเหนือและตอนกลางในช่วงยุคน้ำแข็งน้อย (Little Ice Age)

การสังเกตการณ์ที่พื้นผิว

รายงานจากเรือ

เป็นเวลาหลายศตวรรษที่รายงานจากเรือเป็นแหล่งข้อมูลหลัก แม้ว่าพายุที่รุนแรงที่สุดมักจะทำลายเรือและผู้สังเกตการณ์ไปพร้อมกัน แต่รายงานที่รอดชีวิตมาได้เป็นข้อมูลสำคัญ ก่อนปี ค.ศ. 1905 รายงานจะมาถึงเมื่อเรือเข้าเทียบท่าหรือส่งผ่านท่าเรือห่างไกล

ตั้งแต่ทศวรรษ 1970 รายงานจากเรือและทุ่นลอยน้ำถูกนำมาใช้แบบเรียลไทม์ เพื่อวัดอุณหภูมิ ความกดอากาศ ความเร็วลม รวมถึงอุณหภูมิพื้นผิวน้ำทะเลและความสูงของคลื่น โดยปัจจุบันมีการใช้เครื่องวัดความเร็วลม (Anemometers) แทนมาตราส่วนโบฟอร์ต (Beaufort Scale) ซึ่งมักจะประเมินความเร็วลมในระดับสูงต่ำกว่าความเป็นจริง