地球上發生的最具破壞性的風暴——儘管它們並不限於地球——是颶風、颱風和旋風。強風、持續風加上暴雨，經常帶來災害嚴重的洪水，造成令人難以置信的財產損失，高達1000億美元，而且死亡人數經常上升到數千人。

圖注：從空間站看到的颶風。

這些風暴都是相同的現象，只是根據在我們地球上位置不同而名稱不同，一般說來，它們被稱為熱帶氣旋。風暴觀察者從雷達影象或太空照片可以看到颶風的雲靜靜地環繞在風暴眼周圍。颶風科學成分特別簡單：

溫暖的海水。風。

這些是颶風唯一需要的兩種成分，這也是所謂的熱帶氣旋組成成分。

圖注：熱帶風暴形成地點的地圖，以及給最強大熱帶風暴的不同名稱（颱風、旋風、颶風）的地圖。

俗話說，"熱量上升"，但那是因為地球的大氣層有自然內在的溫度梯度。你進入大氣層的越高，離地球表面的距離就越遠：地球吸收、反射和重新輻射太陽熱量的最佳部分，大氣層的高層溫度較低。如果你在一個溫水體上，大量的水將處於空氣中的蒸氣相。當空氣上升足夠高，冷卻足夠，蒸汽從氣相，進入液相。這些微小的水滴，當足夠多的它們在同一地點相遇時，形成雲層。

圖注：正在形成中的積雨雲當然，雲本身不會形成一個熱帶氣旋。但是海水越暖和，富含水分的空氣就越容易上升、冷卻，併為風暴提供持續的“燃料”。為了製作熱帶氣旋，您需要在其深度的前 50 米（165 英尺）處至少將水維持在 27攝氏度。這就是為什麼颶風、颱風和旋風等熱帶風暴只在世界赤道地區形成；考慮到地球的其他條件，其他地方的水根本不夠熱。圖注：赤道地區的海洋溫度足夠溫暖，在適當的季節，形成熱帶氣旋。

但是，除非你只是想在海洋上有一個雲豐富的地區，你還需要強風，持續的風，使熱帶氣旋。在赤道的北緯30度到南緯30度之間，那裡的水很暖和，足以引起熱帶風暴，地球盛行的風從東向西傳播，北緯的風吹向西南，南緯有風吹西北。

在這些緯度的海洋區域，風穿過水麵。地表水和表面上方的空氣越暖和，水蒸發得越快，在大氣中變成水蒸氣，然後上升。和以前一樣，空氣和空氣中的蒸汽隨著空氣的上升而冷卻，最終蒸汽凝結成厚厚的雲層。這些雲彩（或更常見的雨雲）將"堆疊"在彼此之上，上升越來越高，造成熱帶擾動。

圖注：颶風的形成依賴於溫暖潮溼的空氣、風和壓力的變化。

上升的暖空氣被拉入雲層，而頂部的空氣冷卻並變得不穩定，並試圖再次下沉。但是冷卻水蒸氣釋放熱量，使雲層變暖，增加氣壓，導致風從中心向外吹。最後，冷空氣可以下降，但這個低壓區使地表的水容易蒸發和上升，產生更多的雲層和更大的上升堆積區域。當“風柱”中的風開始旋轉越來越快時，熱帶低氣壓、熱帶風暴甚至成熟的熱帶氣旋（即颶風）都可能形成。

只要它們停留在溫暖的水面上，熱帶低氣壓、風暴或氣旋就會增強強度，使登陸更加危險。在最壞的情況下，風暴可以長時間在沿海地區保持靜止，或者沿著沿海地區移動，不斷被海水餵食。

圖注：2012年桑迪颶風登陸美國東海岸

颶風的科學絕對令人著迷，但與所有事物一樣，瞭解颶風如何工作，並準備好應對其後果是兩件截然不同的事情。儘管對颶風行進路經的預判存在不確定性，但為潛在的最壞情況做好準備從來都不是一個壞主意。