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颱風預報難在哪?

通常我們所說的「颱風」,在氣象上叫做「熱帶氣旋」,是指發生在熱帶或者副熱帶洋面上的低壓渦旋。


熱帶氣旋根據強度不同,由弱到強,可以分為熱帶低壓、熱帶風暴、強熱帶風暴、颱風、強颱風和超強颱風。我們平時所說的「颱風」是指強度達到熱帶風暴級及以上強度的熱帶氣旋。


颱風是夏秋季節我國東南沿海最主要的災害性天氣系統之一,平均每年約有7個颱風登陸我國,颱風登陸時常給受影響地區帶來強風、暴雨、風暴潮以及山洪、泥石流、山體滑坡等次生災害,造成嚴重的生命和財產損失。但颱風降水也是我國南方高溫伏旱季節非常寶貴的水資源,可以緩解旱情、增加江河湖泊及水庫蓄水量,還可以在一定程度上緩解高溫,具有重大的經濟效益和社會效益。因此準確及時的颱風路徑、強度和風雨預報可以起到趨利避害的作用。

颱風預報現狀如何?


談到我國目前颱風預報的現狀,中國氣象局颱風與海洋預報中心首席預報員張玲告訴記者,颱風預報包含路徑預報、強度預報以及風雨影響預報。現代天氣預報是以數值天氣預報為基礎的綜合預報,颱風預報也不例外。正是藉助於現代氣象綜合探測體系的建設以及數值預報模式和技術的不斷進步和完善,我國颱風業務預報取得了長足的進步,已經達到國際先進水平。


近幾年我國在颱風預報中應用了集合預報技術,這給颱風路徑預報提供了很好的參考,近10年來我國颱風路徑預報已取得顯著進展,但對某些疑難颱風的預報仍有待改進,颱風強度和精細的風雨預報到目前的進展都不大,仍是世界性的難題。

颱風預報難在哪?


哪類颱風難預報?



颱風路徑預報是颱風預報中很重要的一點,張玲告訴記者,預報員判斷颱風走向考慮最主要的因素是大尺度天氣系統對颱風的引導作用,通常稱其為引導氣流。


引導氣流的大小、引導氣流的強度和方向是決定颱風路徑最主要的因素。每個颱風都不盡相同,都有自己的特點,在實際預報中,颱風引導氣流通常會有一些天氣系統共同作用結果,有時南半球的天氣系統也會影響北半球颱風的移動路徑。

颱風預報難在哪?



2010年13號颱風「鯰魚」從西太平洋進入南海之後,出現了近90°的北翹,就與南半球冷空氣爆發有很大的關係。


張玲表示,颱風是一個立體的柱體,不同高度上大氣環境對颱風的影響力的大小和方向可能都不一樣的。就如一個人站在那兒,一個人向一個方向拉他的胳膊,同時另一個人往另外一個方向拉他的腿,此時這個人往哪個方向走,就比較難說,預報員需要綜合多方面的因素,綜合判斷哪個方向的引導氣流是最主要的。還有就是颱風內部結構不對稱時,也會對颱風運動產生一個分量,此時還需要考慮這個分量對颱風路徑的影響。


所以預報員需要一個足夠開闊的視野,而不是僅僅局限於颱風周圍的天氣系統。因為有很多天氣系統並非直接影響颱風路徑,而是通過影響颱風周圍的天氣系統的分布,從而間接影響颱風運動。

路徑越複雜的颱風路徑越難報?


談到哪些颱風比較難預報,可能很多人最先想到的是一些迂迴環轉的複雜路徑的颱風,就像1986年第16號颱風「韋恩」那樣,五次明顯轉向,其中包括四次180°轉向,這種颱風看著都讓人頭暈,更別說預報了。

颱風預報難在哪?


張玲表示近10年來西北太平洋和南海出現上述這麼複雜路徑的颱風其實很少,這類颱風的複雜路徑其實是在環境引導氣流比較弱的情況下出現的,對預報員來說,準確給出颱風路徑轉折點的確切時間和位置還是很有難度的,但是從颱風路徑預報誤差的角度來看,這種複雜路徑的颱風誤差並不是特別大,因為這類颱風一般移動速度都不快,就像汽車一樣,轉彎之前都要減速慢行,所以預報誤差從距離上來說並不大。


恰恰相反,一些路徑看似平滑,貌似比較好預報的颱風的路徑預報誤差有時會比較大。如2016年第1號颱風「尼伯特」的路徑非常平滑,看似是一個非常好預報的颱風,但模式在其生成初期對其移動趨勢把握的並不好,當時多數模式給出的預報是「尼伯特」將從我國東部近海北上,並不登陸我國,後來模式才做出了調整,從近海北上路徑轉變為西北登陸路徑。所以儘管模式預報能力整體來看是提升了,但對於整個天氣系統的把握有時還是會有一定的偏差,這裡面的影響因素比較多,模式本身的物理框架、參數化方案、初始場的條件、颱風的結構和強度等素都可能是導致模式不斷調整、結果不穩定的一個原因。

颱風預報難在哪?



2016年第1號颱風「尼伯特」路徑圖


南海颱風總體比西太平洋颱風難預報


與西太平洋颱風相比,南海颱風就相對難報一些。在南海生成的颱風一般強度相對較弱、生命史也比較短,主要是因為南海及菲律賓周邊海域生成的颱風距離陸地較近,此類颱風發展不了幾天便會碰到陸地,受地形摩擦作用,其強度遭到嚴重衰減。


另外南海颱風往往高低層引導系統不同,導致颱風結構不對稱。一般情況下,南海颱風中高層在南亞高壓的南側,盛行東北風,而低層盛行西南季風,高低層引導系統不同,颱風結構不對稱,所以強度也不容易發展的很強,加之周圍環境引導系統比較弱,所以模式也不太好把握它的走向,加之南海颱風往往生成不久就登陸了,留給預報員的反應時間也有限,所以相對難預報。


而西太平洋的颱風一般生命史比較長,強度也較強,西太平洋颱風經常生成於位於西太平洋副熱帶高壓的南側的熱帶輻合帶中,引導系統相對較單純,預報員可以一直追蹤其發展,模式一般對其把握也相對好一些。

颱風預報難在哪?



2016年第3號颱風「銀河」生成後僅一天多時間就在我國海南登陸,隨後進入北部灣強度又出現加強。


近海加強和強度突變颱風預報能力不足?


預報員通過對於一些極端颱風和曾經出現較大的預報偏差的颱風的事後總結分析和研究是提升預報能力的有效途徑之一。近幾年通過對不同海域的多個快速加強颱風和近海加強颱風個例的總結分析和研究,我國對於颱風的近海加強已具備較強的預報能力,對於強度突變颱風也具有一定的預報能力,但預報能力尚存較大的提升空間。


張玲表示,以前我國對於南海颱風快速加強、特別是颱風在近海快速加強都沒有太多經驗,預報能力有限。西太平洋生成的颱風強度本身就強,超強颱風比例很高,但預報員對強度快速變化機制並不是很清楚,導致對西太平洋颱風的強度預報偏弱的情況經常發生。


近幾年通過對個例和不同海域颱風進行總結反思,預報員對颱風強度的預報已經積累了一些經驗,對不同海域考慮因素不同,例如對於西北太平洋颱風而言,高層低渦以及副熱帶西風急流對颱風強度發展的影響是非常主要的因素;對南海颱風而言,南亞高壓高層南側強大的偏東風或者東北風以及颱風向北側的高層出流對於颱風發展的影響是非常重要的。目前我國對於近海加強或者快速加強的颱風已經具備一定預報能力,近海加強的趨勢可以預報出來,但是加強幅度還是把握的不太准。如2014年第9號颱風「威馬遜」和2015年第22號颱風「彩虹」在近海海面強度出現迅速增強的現象,預報員預計到了颱風強度會加強,但是強度增強之快始料未及,而其中的動力機理仍有待進一步研究。

颱風預報難在哪?



2014年7月17日14時「威馬遜」FY-3B氣象衛星監測圖


多颱風相互影響時會增加預報難度


有時洋面上會同時出現雙颱風甚至多颱風的情況,這也會增加預報的難度。一般兩個颱風距離在1200公里以內會產生「藤原效應」,如果距離較遠,看似相互沒有直接影響,但有時會互相影響周圍的環境場從而彼此影響。二者離得比較近時,雙颱風旗鼓相當,可能並駕齊驅發展,而如果一強一弱,就可能弱的就會被強的吞噬,這就需要根據具體情況具體分析。

颱風預報難在哪?



2015年9號10號11號颱風三台共舞


隨著數值預報性能的提高,很多人開始發出這樣的質疑:「數值預報已經可以做預報了,還要預報員幹什麼?預報員的價值體現在哪?」


張玲說:「預報員的價值就體現在,模式預報準確時,能夠充分理解模式為何這麼報,因為現在的預報模式的確是預報員很好的預報工具,能做很多預報員都做不了的很多事情,模式能夠給出颱風及其周圍的影響天氣系統的精細的三維立體結構,說實話這是預報員不能及的,預報員藉助模式可以更好地理解颱風運動及強度發展的原因;而模式預報的不好時,預報員要具備發現模式偏差的能力,並對模式結果做出合理的訂正。預報員需要充分利用模式、了解模式,才能夠最終駕馭模式,這應該是所有預報員的努力方向,而不是做模式的奴隸,模式說什麼是什麼,人云亦云。可是想要做到這點是很難的,預報員不僅要具有大氣科學紮實的動力學理論基礎,又要善於學習,學習新的預報技術,了解模式性能,具有較強的綜合分析各種資料的能力等,預報員必須苦練內功,要安下心來,扎紮實實地積累才行。


在颱風面前,唯有常存敬畏之心,才能時刻警醒自己不斷前行。


來源:中國氣象報社


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