中國臺風研究與發展概況

成都理工大學 梁黎明

一、引言

發生在太平洋西北部（包括中國南海）的熱帶氣旋通常被稱為臺風。關于“臺風”一詞的起源，一般有兩種說法。第一種是“音譯”，源自廣東話“泰豐”、閩南話“觀音臺”和希臘神話中的一個字符“Typhaon”；第二種是以“出生地”為基礎，從中國大陸的角度來看，該臺風起源于臺灣和浙江臺州，因此被稱為臺風。目前，最為廣泛接受的理論是，中國古代水手每年夏秋兩季在東海和南海航行，經常遇到嚴重的風暴，特別是在臺灣島和浙江臺州，這些風暴的特點是強風。由于它們通常發生在臺灣和臺州等沿海地區附近，中國東南沿海地區的漁民用方言稱之為“臺風”。中國是世界上最容易遭受熱帶氣旋襲擊的國家之一，長期以來一直是臺風的受害者。元朝17年（公元1280年），忽必烈派10萬大軍渡海東征，但他遇到了臺風、袁軍被徹底摧毀（只有三名士兵逃到了中國）。這一事件標志著海地在東亞所記錄的臺風災難的開始。臺風研究的歷史就是臺風災害管理的歷史。臺風研究和業務系統的建立主要是由過去的臺風和災害推動的。近代以來，隨著氣象儀器技術的發展，我國在臺風監測、資料整理、關鍵預報技術、協調預報等方面取得了長足進步。本文簡要回顧了近半個世紀以來我國臺風研究和業務系統建設的重大事件，并分析了臺風研究領域的發展及其對臺風防災減災系統建設的影響。它為我們國家在新時代成為一個強大的國家提供了歷史參考。

二、臺風研究發展史

（一）建立臺風預警信息發布機制

1949年，不充分的臺風警報使公眾無法采取預防措施，給上海造成了嚴重的經濟損失。因此在這之后，政府機構制定了相關文件——《臺風警報發布》，為有效廣泛地傳播相關危險緊急信息，全國各地氣象局紛紛響應號召，讓人們提高保護意識。除此之外，來自東海各漁港的多名干部齊聚一堂，進行了綜合氣象演練。后來，他們成為政府在東海沿岸漁港設立的風暴預警站的管理人員，負責收聽天氣預報并向漁民傳播信息。為了進一步促進海上漁業的安全運行，1952年，人民廣播電臺啟動了在中國東部和上海發布每日天氣預報的項目，并很快開始在生產和建設中發揮出重要作用。

（二）建設測量臺風的沿海雷達系統

在1972年7月，山東省榮成市和天津市遭遇了超級臺風麗塔的襲擊，臺風在陸地持續了幾個小時，對社會經濟、人民生命安全等造成了嚴重威脅，并且在27日進入渤海時，還引發了強烈的風暴潮，摧毀了上千只停在海灣的貨運船只。在臺風登陸陸地北岸期間，當地并沒有給出相關預警，因此群眾幾乎沒有對麗塔的突然登陸采取預防措施，導致了這場災難。1974年，周恩來總理特別下令在山東半島頂部安裝703(10厘米)天氣雷達，以探測臺風。這是中國的第一部同類雷達，中國的北部沿海地區，實現了海、陸、空對臺風運動的跡象檢測。

（三）中國氣象局上海臺風研究所重組

作為國家福利院改革的試點，上海臺風氣象研究所在2011年正式改名為上海臺風研究會。這一決定得到了國防部、中央儲備糧管理局和中國氣象局的批準，以更好地滿足國防部防災減災戰略的新要求。重組后的上海臺風研究所負責加強和應用臺風基礎研究，開發關鍵預報技術，逐步建成專業特色突出、國內影響最大、國際認可的臺風研究機構，并提供高水位風的培訓基地。此外，相關研究機構繼承了《臺風年鑒》及《臺風定位、強度評價和預報性能》。

（四）登陸臺風的現場觀測實驗

1982年，國際臺風操作實驗(TOPEX)開始了在中國的實地觀測實驗。后來，在中國參與頻譜-90期間，中國異常臺風實驗(CATEX)在1993-1994年汛期實施，作為“第八屆五年計劃”科學研究項目的一部分。本實驗對8個登陸臺風獲得了臺風路徑擺動、方向突變、二元相互作用等異常特征的大量檢測數據，用于對臺風路徑、預測方法等進行研究，并取得了重大研究成果。2008年，中國氣象局氣象觀測中心召集國內一些無人機廠家進行了基于低空無人機的臺風探測實驗。研究發現，某些無人機可以安全返回并重新獲得正常的探測數據。2014年，上海臺風研究所改進了該類型無人機的起飛技術，并在2014年和2015年進行了臺風探測實驗。2009年，中國大陸在飛越臺風天鵝上空的載人飛機上發射了第一個進行探測實驗。

（五）臺風、氣候變化評估報告

由于評估報告的深遠影響，科學界對全球氣候變化引起的臺風的產生和強度是否已成為國際關注的熱門話題一直存在爭論。作為一個擁有區域主管部門的官方國際機構，亞太臺風委員會需要就這一問題發表自己的看法。2009年，氣象工作研究小組開啟“評估全球氣候變化對亞太地區臺風氣候的影響”項目，制定了詳細的年度工作計劃。為發表高質量的報告，該小組由中國、日本、美國等地方著名科學家組成，該小組的組長也是臺風研究所的著名專家以及通訊組組長。同大部分基于已發表文獻的報告不同，亞太臺風委員會的評估報告還包括對亞太地區各國行動的分析。特別是包括臺風對風、雨、風暴潮的影響以及災害損失、人員傷亡的評估，并分析了各組織(包括中、日、美等權威氣象局或者研究所)編制的最佳可用數據集。由聯合臺風預警中心和香港天文臺編制的西北太平洋臺風數據集，顯示了不同組織對臺風位置和強度的評估，以及這些差異對評估結果的影響。自項目啟動以來，第一和第二份評估報告(TC-AR1和TC-AR2)分別于2010年和2013年以亞太臺風委員會的名義聯合發布。這些報告客觀地評估了亞太地區的臺風頻率、強度和遷移趨勢。他們的主要結論發表在《熱帶氣旋研究與評論》上，被政府間氣候變化專門委員會的第五次評估報告所引用，并得到了國際臺風界的廣泛關注和贊揚。

（六）新型火箭式臺風探測技術

在美國的指導下，通過飛行器在風暴本身中觀測臺風，尤其是飛行器釋放的無人機，是獲得臺風詳細結構特征的最有效的直接探測方法，它對臺風強度評估、科學研究和業務預報具有重要價值。在敏感地區進行降水可以使2-3天內的模型預報誤差減少約30%。然而，在實際行動中，敏感區域不僅因臺風而異，而且會隨著時間的推移迅速變化。飛機經常會花一兩個小時飛到一個敏感地區，然后發現它不再是一個敏感地區。這就導致了使用水滴的觀察結果幾乎是無效的。為此，上海臺風研究所和中國航空技術集團在國家公益性行業(氣象)項目中，創新性地設計和開發了臺風探測系統。這項新技術解決了高速飛行、平穩下降以及釋放機器人每隔幾秒鐘收集和傳輸數據的“分散性”等關鍵問題。火箭的高速飛行能力“臺風探測”允許使用高功率火箭在不到6分鐘的時間內到達300公里內的敏感地區，將探測范圍提高到1500公里，定位精度達到數米。此外，通過應用“集束炸彈”技術，可以同時直接觀察到臺風結構和區域變化。中國科技部上海臺風研究所、海南省氣象局和香港歐洲館作為國際合作項目“臺風強度變化實驗”，于2015年成功實施了世界上第一個火箭探測器觀測實驗，作為國際合作項目“沿海地區臺風強度變化實驗”的一部分。

三、前景

中國社會經濟的快速發展對臺風防災減災提出了新的要求，促進了中國臺風研究的不斷發展和監測預警能力的不斷提高，客觀上加強了中國對國際社會的服務水平以及參與國際臺風控制的能力。臺風結構直接觀測數據的缺乏，成為我國進一步提高臺風研究和臺風業務水平的瓶頸。近年來，中國科學家利用飛機（包括載人飛機）在“跑風”中安裝觀測車。近海順風觀測塔已經建成，創新的導彈發射系統、改進的中高空無人機、創造性的平流層飛艇以及其他新的臺風探測技術已被開發出來，這些技術已被用于對中國沿海進行實地臺風觀測。近年來，我國在廣東和福建兩省建立了國家級的野外觀測站，包括海洋氣象站和東部臺風登陸觀測站。此外，還在海南省的萬寧、舟山寧波和福州等沿海地區建立了實地觀測和作業基地，研究南海和東海的臺風活動特點。目前，科技部和中國氣象局正在組織大型國家科研項目和軍民融合項目。為了彌補中國缺少的對臺風的直接觀測數據，正在進行基于各種技術的協調觀測實驗，包括高空無人機、火箭、平流層飛艇和海洋半潛器。中國氣象局上海臺風研究所通過實施WMOTLFDP項目以及與WMO評估專家組的合作，建立并不斷完善臺風預報性能評估技術體系。自2013年以來，評估亞太地區臺風預報的表現并在亞太臺風委員會年會上提交了年度評估報告，并將其作為委員會戰略目標和年度優先事項的重要依據進行規劃和設計。在此基礎上，中國氣象局向世界氣象組織申請領導中心熱帶氣旋預測驗證（LC-TCFV）。在可預見的將來，中國已經具備在臺風研究領域開展大型科學實驗和國際合作項目的資格，進一步促進臺風相關學科的發展，提高監測和預警服務水平，進一步增強為國際社會服務和參與國際臺風“治理”的能力。值得注意的是，由于美國擁有先進的設備、積累的技術以及臺風研究和預測領域的一流專家團隊，美國在一定時間內仍將擁有相當大的比較優勢。此外，由于歷史和其他原因，日本東京仍然是亞太地區世界氣象組織區域臺風中心的所在地。因此，雖然中國作為臺風技術領導者的發展前景光明，但在國際舞臺上仍有改進的空間。目前急需加強國家頂層設計，開展軍民一體化與國際合作實現資源整合，組建臺風野外觀測專業操作小組，開展亞太地區大型臺風科學實驗，加強臺風監測和預警系統關鍵技術研究，促進創新技術成果轉化為運行應用，以有效提高中國對臺風監測和預警作業的科技支持能力。