열대 저기압은 사람처럼, 뭔가 대단한 일을 하려면 먼저 정신을 차려야 한다. 폭풍의 경우, 대기의 여러 높이에 있는 회전 중심들이 서로 비스듬히 어긋나 있는 대신 수직으로 정렬되어야 한다. 기상학자들은 이 과정을 '정렬(alignment)'이라고 부른다.

NOAA 허리케인 헌터 항공기의 거의 30년에 걸친 관측 자료를 이용해, 연구자들은 이제 기울어진 열대 저기압이 수직으로 정렬되어 강화 능력을 갖추게 되는 데 도움이 되는 것으로 보이는 네 가지 특징을 확인했다. 이 연구는 마이애미 대학교 로젠스티엘 해양·대기·지구과학 대학의 과학자들이 NOAA 대서양 해양기상연구소의 동료들과 함께 주도했다. 그들의 발견은 성공적인 정렬이 폭풍의 내부 구조, 주변 바람의 방향, 사이클론 주변의 환경 조건 등 여러 요인이 함께 작용하는 데 달려 있음을 시사한다.

이 전환 과정을 이해하는 것은 중요하다. 왜냐하면 급격히 강화되는 폭풍은 해안 지역 사회와 재난 관리자들에게 대응할 시간을 거의 주지 않기 때문이다. 예보관들이 제대로 조직되지 않은 열대 저기압이 강화에 더 유리해지는 시점을 더 일찍 인식할 수 있다면, 지역 사회에 대피 결정과 기타 준비를 위한 추가 시간을 제공할 수 있을 것이다.

"열대 저기압은 강화되기 전에 똑바로 서야 합니다,"라고 로젠스티엘 대학 대기과학과 조교수이자 제1저자인 마이클 S. 피셔가 말했다. "대기 상층의 강한 바람은 폭풍 순환의 상층부를 해수면 근처의 중심에서 밀어낼 수 있습니다. 그 중심들이 다시 만나기 전까지는 폭풍이 일반적으로 크게 강화될 수 없습니다."

연구자들은 기울어진 열대 저기압이 수직으로 곧게 설 가능성이 있는지 판단하는 데 도움이 될 수 있는 네 가지 특성을 확인했다. 첫째는 해수면 가까이에 있는 작고 촘촘하게 조직된 순환이다. 둘째는 연직 바람 시어(vertical wind shear)에 대해 유리한 위치에 있는 폭풍의 기울기이다. 셋째는 폭풍의 하층 중심 근처에서 더 강한 상승 기류와 더 많은 강우이다. 넷째는 따뜻한 해수, 충분한 대기 수분, 그리고 대기 중층의 상대적으로 약한 바람을 포함하는 환경이다.

기상학자들은 '기울기(tilt)'라는 용어를 열대 저기압의 하층과 중층 순환 중심 사이의 분리를 설명하기 위해 사용한다. 연직 바람 시어는 고도에 따른 풍속이나 풍향의 변화를 말한다. 강한 시어는 사이클론 순환의 상층부를 해수면 가까운 중심에서 밀어냄으로써 사이클론의 조직화를 방해할 수 있다.

어떤 폭풍이 성공적으로 정렬되었는지 조사하기 위해, 연구자들은 TC-RADAR(Tropical Cyclone Radar Archive of Doppler Analyses with Recentering)로 알려진 데이터를 조사했다. 피셔와 동료들이 개발한 이 데이터베이스는 1997년부터 2024년까지 28번의 허리케인 시즌 동안 NOAA 허리케인 헌터 항공기가 수집한 1,510개의 레이더 분석을 포함한다. 이 방대한 기록을 통해 연구팀은 결국 수직으로 정렬된 폭풍과 기울어진 채로 남은 폭풍을 비교할 수 있었다.

"정렬된 폭풍들은 이미 약 하루 전부터 달라 보였습니다,"라고 피셔가 말했다. 그는 프로스트 데이터 과학·컴퓨팅 연구소의 핵심 교수진이기도 하다. "그들은 지표 근처에서 더 강하고 더 촘촘하게 감긴 순환을 가지고 있었고, 그 중심 근처에서 공기를 들어올리는 더 광범위하고 격렬한 뇌우를 가지고 있었습니다. 우리의 발견은 그 뇌우가 단순히 조직화의 신호가 아니라는 것을 시사합니다. 그들은 또한 폭풍의 기울어진 순환을 똑바로 끌어올리는 데 도움을 줄 수 있습니다."

이 발견은 하층 순환 근처에서 발생하는 뇌우가 단순히 강화가 진행 중이라는 가시적인 신호 역할을 하는 것보다 폭풍 조직화에 더 적극적인 역할을 할 수 있음을 시사한다. 다시 말해, 뇌우는 단지 옆에서 응원만 하는 것이 아니라, 일부 일을 하고 있을 수 있다.