臺風是如何預報的

方研

臺風是大自然最鬼斧神工的杰作之一，曾幾何時，人們驚嘆于她的威力而束手無策。隨著氣象科學技術的發展，我國臺風預報技術已達世界一流水平。2022年9月15日，中央氣象臺對此前登陸的強臺風“梅花”，發布了最新預警：“預計今天夜間，梅花將會登陸山東黃島到海陽一帶，未來24小時黃海到渤海這一帶海域，普遍會遭遇6級以上大風，臺風中心附近陣風有10～11級。”像這樣的預警，你肯定聽過無數次，那本期我們就來聊聊：我國是如何預報臺風的？

每當有臺風在洋面上生成，獲知其準確位置和實況強度是預報員第一時間需要做的事情，也是之后預報其路徑和強度發展的重要基礎。借助“海陸空”一體的全方位觀測手段，就是為了更快、更準地找到臺風的確切位置，并獲知其實況強度。

由于缺乏海洋觀測資料，對于身處海洋腹地的熱帶系統，氣象人員通常借助衛星遙感觀測來獲取其實時特征。近年來，基于高分辨率衛星資料的“臺風客觀定位和強度客觀估計系統”解決了這一難題，預報員使用分析軟件，只需不到一分鐘就可以完成對衛星圖像的處理及分析，給出一個合理的臺風定位和強度。此外，基于靜止氣象衛星和極軌氣象衛星開發的“臺風風場分布定量分析技術”就好像給臺風做了次“CT掃描”，能將衛星監測數據轉換成臺風底層風場分布結構，讓人們精確掌握臺風結構的變化特征。

臺風逐漸靠近陸地，人們的觀測手段也不斷豐富起來。架設在海島和石油平臺的自動氣象站、海洋氣象浮標站、船載自動氣象站以及沿海天氣雷達等，都能實時獲取到臺風相關風速和氣壓等氣象要素資料。如果說通過觀測網絡詳細掌握臺風狀態是在預報中搶占先機，那么想要真正預測其動向，還必須掌握其發展規律。

首先，赤道附近此起彼伏的對流云團，究竟哪一團才能發展成為真正的臺風呢？要破解這個難題，需要綜合考慮環境大氣各種物理量的影響，確定每個物理因子的閾值——就好比在游戲里做任務時，取得多少經驗值就可以觸發劇情；隨后，預報員要根據這些因子的相互關系建立一個數學公式——即通過建模的方式算出臺風生成概率，這是臺風生成概率預報技術。

其次，對于發展成熟的臺風，人們更為關注的是它會怎么走，能變多強。在主觀經驗判斷之外，更多客觀手段可以幫助我們預測臺風未來動向。中央氣象臺自主發展的“基于多種集合預報模式的臺風路徑預報訂正技術”，是目前最行之有效的方法之一。通俗來說，這種方法就是在臺風的若干種未來可能的路徑中，通過技術判別找到最合理的幾條路徑，再通過數學算法給出一條最優的推薦路徑。另一項“黑科技”是對臺風強度預報技術的革新，中央氣象臺采用優化神經網絡的連接權和網絡結構的新方法，建立了“基于神經元網絡的臺風強度預報計算方法”——簡單來講，就是可以通過機器學習的手段優化臺風強度的算法。

最后，臺風襲來往往伴隨著強風驟雨。臺風在登陸過程中受到海岸線分布、下墊面摩擦、環境風場等多種因素影響，所帶來的狂風暴雨往往具有移動快、局地性強等特征。通過發展一種利用臺風風場的動力釋用技術，將高分辨率數值模式計算出的風場預報結果與預報員的主觀路徑強度預報相匹配，最終形成了精細化臺風風雨格點預報產品。