2020年西北太平洋臺風活動特征和預報難點分析*

周冠博 柳龍生 董 林 王 皘 許映龍

國家氣象中心，北京 100081

提 要： 利用1949—2019年中國氣象局臺風最佳路徑資料、2020年中央氣象臺的臺風路徑和強度實時預報資料、歐洲中期預報中心的ERA-Interim逐6 h再分析資料(水平分辨率為0.25°×0.25°),以及NCEP RTG_SST海溫分析產品等，對2020年西北太平洋臺風活動的主要特征和預報難點進行了分析。結果表明：2020年度，臺風生成和登陸個數偏少、強度偏弱；臺風生成源地偏西；臺風活動的階段性、群發性特征突出和近海快速加強特征明顯。對2020年度的預報誤差進行分析，結果顯示：24、48、72、96、120 h臺風路徑預報誤差分別為70、117、169、222、276 km，各時效誤差均較2019年有所減少；24、48、72、96、120 h 臺風強度預報誤差分別為3.9、5.1、5.5、6.2和6.3 m·s-1，較2019年也明顯減小，24 h誤差連續4年小于4.0 m·s-1。另外，2020年度最主要的臺風預報難點在于，一是近海快速加強臺風的強度預報，二是北上臺風登陸后的陸上強度維持。

引 言

西北太平洋和南海是全球臺風發生最頻繁的區域之一，而中國又是世界上遭受臺風災害最為嚴重的國家之一(陳聯壽和孟智勇，2001)，平均每年約有7 個臺風登陸中國，其中又以登陸廣東、福建和臺灣的臺風數為最多。臺風帶來的狂風、暴雨、巨浪和風暴潮等災害，以及間接引起的洪澇、山體滑坡和泥石流等次生災害，對我國的社會經濟發展構成了嚴重的威脅(端義宏等，2014;2012)。因此，總結和分析每年的西北太平洋和南海臺風的活動特征和預報難點具有重要的科學意義(董林等，2019；呂心艷等，2021；王海平等，2021)，通過分析當年臺風的生成、活動、登陸以及風雨影響等特征，不僅可以為科學家們研究西北太平洋和南海臺風提供科學參考，而且對于預報員積累臺風預報和服務經驗也具有重要的應用價值。

由于西北太平洋和南海臺風活動的重要性，國內外很多學者很早就關注了西北太平洋熱帶氣旋活動的年際和年代際變化方面的研究。如Gray(1968;1975)論述了西北太平洋熱帶氣旋生成的氣候學特征，Harr and Elsberry(1991)、Chan(2000)分別闡明了熱帶Madden-Julian 振蕩以及ENSO 循環對西北太平洋熱帶氣旋活動的影響，丁一匯等(1977)、陳聯壽和丁一匯(1979)以及陳聯壽等(1997)對西北太平洋熱帶氣旋的生成、發展和移動路徑的規律做了很多研究，李英等(2004a；2004b)對登陸中國的西北太平洋熱帶氣旋的統計特征也做了深入分析，Elsberry(1995)、王斌等(1998)對20 世紀有關熱帶氣旋的觀測事實、動力理論和數值模擬以及路徑預報做了系統的回顧和綜述。還有很多學者從天氣學方面針對臺風結構和強度的變化以及移動路徑和登陸后的風雨等方面開展了大量的研究工作。影響登陸臺風的大氣環境和下墊面強迫因子眾多，包括西南季風、副熱帶高壓、高空槽、洋面溫度、深層海溫、地表濕度等(陳聯壽等，2004; 陳聯壽，2007)，對于這些因子如何影響登陸臺風的路徑、強度和風雨分布，科研和預報人員已積累一定經驗，尤其是注意到：當臺風靠近陸地時，由于海岸地形、陸面摩擦等的影響，其結構往往發生劇變，導致路徑、強度和風雨分布的異常變化，如路徑偏折、降雨明顯增幅、臺前出現龍卷等，這些是制約臺風可預報性的主要障礙之一(羅哲賢，2006)。另外臺風中尺度結構的研究也逐漸成為研究的焦點問題(伍榮生等，2004)，并已取得了初步進展，如螺旋雨帶形成和傳播(徐祥德等，2004；Zhou et al，2006)、同心雙眼結構特征(張慶紅，2004；Peng et al，2004)、眼墻對流非對稱(Li et al，2008)等方面的研究都取得了有意義的結果。端義宏等(2005)研究表明，由于水平均勻流和行星渦度梯度造成的非均勻性，使得積云對流加熱不能集中在熱帶氣旋暖心附近而是向外圍擴展，因而使得熱帶氣旋強度減弱。李英等(2007)分析了臺風云娜中的中尺度輻合線的發生發展，指出中尺度輻合線的發展為臺風環流提供了動能，有利于臺風環流的維持。錢傳海和陳濤(2007)分析了0604號強熱帶風暴碧利斯中尺度系統活動特征，指出高空輻散流場、冷空氣侵入、地形作用等都是“碧利斯”特大暴雨形成的有利條件。

近年來，隨著對臺風運動機理和路徑預報方法等方面研究取得的進展，同時借助于氣象衛星、多普勒雷達、自動氣象站等多種觀測手段對臺風的全方位精確監測以及數值預報技術和模式的迅速發展，有效地推動了臺風科研與預報水平的提高。然而，盡管目前臺風的科研和業務預報水平有了較大發展，預報準確率也有所提高，但距離需求仍有較大差距(陳聯壽，2006)。在臺風業務預報中還存在很多困擾預報員的問題，對有些路徑疑難或強度變化疑難的臺風的認識還不夠深入，導致了較大的預報偏差，同時對臺風的影響預報(包括強風、強降水、臺風災害)的能力還有限，成為影響臺風預報服務效果的主要瓶頸(李澤椿等，2020)。

本文利用1949—2019年中國氣象局(CMA)臺風最佳路徑資料、2020年中央氣象臺臺風路徑和強度實時預報資料、歐洲中期預報中心(European Center for Medium Weather Forecasting，ECMWF)的ERA-Interim逐6 h再分析資料(水平分辨率為0.25°×0.25°)以及NCEP RTG_SST(real time global，RTG)海溫分析產品等，對2020 年西北太平洋和南海臺風活動的主要特征進行分析，總結2020年度臺風預報誤差，對業務中的主要預報技術難點問題進行討論，以期為未來臺風業務預報和研究提供參考。

1 2020年臺風活動特征

2020年度，在西北太平洋和南海共有23個臺風生成，較多年平均值(27.0個，圖1a)偏少4個，5個 臺風在我國沿海登陸，登陸臺風個數較多年平均(7.0個，圖略)偏少2個。2020年度，臺風生成和登陸個數偏少、強度偏弱。

圖1 西北太平洋和南海(a)1949—2019年逐年生成臺風頻數變化，(b)2020 年臺風生成位置分布()與1949—2019年臺風生成源地密度分布(圖1b,等值線，單位:個·π-1·r-2，r=250 km;實線代表2020年臺風平均生成位置，虛線代表常年臺風平均生成位置)Fig.1 (a) Variation of the annual TC formation frequency from 1949 to 2019, and (b) the TCs’ generating location in 2020 () and origin distribution density in 1949-2019 in Western North Pacific and South China Sea (in Fig.1b, isoline， unit: PCS·π-1·r-2, r=250 km; solid line: the average typhoon generation position in 2020; dashed line: the average typhoon generation position in nomal years)

1.1 臺風生成特征

從2020年臺風生成源地來看，臺風的平均生成位置(16.9°N、127.0°E)較常年平均生成位置(16.1°N、136.5°E)偏西約9.5°。生成于120°E以西的有9個臺風，較常年同期偏多4.4個；生成于150°E以東的臺風僅1個，較常年同期偏少4.5個；另外有7個臺風在20°N以北海域生成，也較為少見。2020年臺風生成位置明顯偏西偏北(圖1b)。

1.2 臺風活動特征

2020年臺風活動的階段性、群發性特征較為突出：7月沒有臺風生成，是1949年有完整臺風記錄以來首次出現；8月出現了3個近海快速加強的登陸臺風；8月底至9月初有3個臺風連續影響我國東北地區；10月中旬至11月，連續出現多個臺風影響我國南海海域。

1.2.1 7月“空臺”

2020年的5月和6月均僅有1個臺風生成，而7月甚至沒有臺風生成。1949—2019年的7月共有292個臺風生成，年平均生成臺風4.1個；登陸臺風132個，年平均登陸臺風1.9個。其中生成最多年份為1967、1971、1994、2017年，各有8個臺風在7月生成；生成最少年份為1954、1957、1985、1998年，各有1個臺風在7月生成。而2020年的7月沒有臺風生成，自1949年以來尚屬首次。

1.2.2 8月出現3個近海快速加強臺風

8月開始，臺風逐漸趨于活躍，8月共有7個臺風生成，較多年平均偏多1.3個。8月出現了3個登陸臺風，較多年平均偏多1.1個，這3個登陸臺風分別是2004號臺風黑格比、2006號臺風米克拉和2007號臺風海高斯，它們都出現了近海快速加強的過程，并都以峰值強度登陸我國。

1.2.3 3個臺風連續影響東北

2020年在8月26日至9月7日的短短13天之內，2008號臺風巴威、2009號臺風美莎克和2010號臺風海神連續3個編號臺風，從朝鮮分別進入遼寧和吉林，為有記錄以來首次出現。比常年全年影響東北地區臺風個數(1.2個)偏多1.8個。自1949年以來東北地區遭受臺風三次侵襲的年份僅有1年(1985年)：“Jeff”(8506)、“Lee”(8508)和“Mimie”(8509)共3個臺風在1985年8月2—19日進入東北地區。而2020年連續3個編號臺風影響我國東北地區尚屬首次，并且這3個臺風具有強度強、影響區域高度疊加、極端性強等特點，多個國家站日雨量突破歷史極值，局地出現12級以上陣風。

1.2.4 多個臺風移入南海

2020年10月有7個臺風生成，較多年平均(3.8個)偏多3.2個，與1992年并列成為10月臺風生成數最多的年份。10月中旬至11月，連續出現了8個臺風和1個低壓氣旋影響我國的南海海域，數量之多較為罕見，其中多個臺風給菲律賓、越南、老撾等國帶來重創。

1.3 臺風登陸特征

2020年共有5個臺風5次登陸我國沿海(圖2)，其中廣東2次、福建1次、浙江1次、海南1次(表1)，從登陸地點的分布來看，除了登陸浙江的臺風數較常年略偏多外，登陸其他省份的臺風數均較常年偏少。登陸我國的臺風個數較多年平均值(7.0個)偏少2.0個。從登陸的時間段來看，3個登陸臺風出現在8月，并且都出現了近海快速加強的過程，還有2個登陸臺風分別出現在6月和10月。2020年登陸我國最早的是第2號臺風鸚鵡，于6月14日08：50在廣東省陽江市沿海登陸，最晚的是第16號臺風浪卡，于10月13日19：20在海南瓊海沿海登陸。登陸臺風整體強度偏弱，5個登陸臺風登陸時的強度平均值為30.8 m·s-1，弱于多年平均登陸臺風強度(32.6 m·s-1)。

圖2 2020年登陸我國臺風路徑圖Fig.2 The tracks of TCs making landfall on China in 2020

表1 2020年登陸我國的臺風一覽表Table 1 List of the typhoons making landfall on China in 2020

2 預報誤差分析

2.1 路徑預報誤差

2020年24、48、72、96、120 h各時效臺風路徑預報平均誤差分別為70、117、169、222、276 km(圖3a)；較2019年的75、140、213、263、340 km分別減少了5(7%)、23(16%)、44(21%)、41(16%)和64 km(19%)。

圖3 2020年中央氣象臺官方(a)臺風路徑和(b)臺風強度的預報誤差(數據取自中央臺主觀預報數據)Fig.3 TC (a) track errors and (b) intensity errors of CMA official forecast in 2020(Data cited from the CMA subjective forecast)

從臺風路徑預報誤差分布中可以看出(表略)，誤差較大的樣本主要集中在2012號臺風白海豚、2019號臺風天鵝和2020號臺風艾莎尼這3個臺風。分析發現：路徑誤差較大的臺風可分為兩類：

①遠海轉向的長路徑臺風，②雙臺風相互作用。表明這兩類臺風的路徑預報難度較大，無論是模式的預報能力、客觀方法，或是預報員的訂正能力均十分有限。在路徑大誤差的3個臺風中，“天鵝”和“艾莎尼”誤差較大的樣本主要出現在它們近距離相互作用階段。雙臺風之間以及臺風與周邊系統之間復雜的相互作用，導致預報難度加大，誤差增加。另一種造成路徑大誤差的是生命史長、遠海轉向的臺風(如“白海豚”)。這類臺風的大誤差一般出現在轉向期間，這可能是由于預報員對轉向點預報把握不準造成的預報偏差。

2.2 強度預報誤差

2020年24、48、72、96、120 h臺風強度預報各時效平均誤差分別為3.9、5.1、5.5、6.2和6.3 m·s-1；較2019年的4.0、5.6、6.8、7.3、6.7 m·s-1分別減小0.1、0.5、1.3、1.1和0.4 m·s-1；24 h誤差連續4年小于4.0 m·s-1(圖3b)。

強度預報誤差較大的臺風主要有8個，分別為2004號臺風黑格比、2006號臺風米克拉、2007號臺風海高斯、2008號臺風巴威、2009號臺風美莎克、2011號臺風紅霞、2019號臺風天鵝和2020號臺風艾莎尼。在這8個臺風中，2004號、2006號和2007號臺風是近海快速加強的臺風，強度預報誤差主要是由于預報員對其近海快速加強階段的預報明顯偏弱；2008號、2009號臺風為北上影響東北的臺風，“巴威”出現大誤差是對其移入東北地區以后的快速減弱估計不足，而“美莎克”卻是因為低估了其陸上強度的維持；“紅霞”是對其南海遭遇冷空氣引起快速減弱消失出現了預報偏差；另外，“天鵝”和“艾莎尼”強度誤差也很大，尤其是“天鵝”在生成后不久即快速出現增強過程，而強度誤差較大的樣本主要出現在它們近距離相互作用階段，雙臺風之間的相互影響復雜多變，模式對這類雙臺風相互作用的預報能力有限，預報員經驗不足，導致對這類臺風預報的路徑和強度誤差均較大。

3 預報難點分析

3.1 近海快速加強臺風的預報問題

2020年8月上中旬出現了2004號黑格比、2006號米克拉和2007號海高斯3個近海快速加強的臺風并登陸我國，中央氣象臺對它們的強度預報均不太理想，其中“黑格比”24 h的強度預報(8月2日23時至3日05時)誤差甚至達到了15.0 m·s-1。下面以2004號臺風黑格比為例，分析近海快速加強臺風的預報難點。“黑格比”于8月1日20時在臺灣以東洋面上生成，生成后沿副熱帶高壓(以下簡稱副高)外圍向西北方向移動，3日05時加強為強熱帶風暴級，3日14時加強為強臺風級，4日03:30以其極值強度(42 m·s-1，965 hPa)登陸浙江樂清沿海，登陸后“黑格比”轉為偏北方向移動，強度逐漸減弱，4日09時減弱為強熱帶風暴級，穿過浙江和江蘇后于5日08時移入黃海西部海域，并逐漸減弱變性為溫帶氣旋，于6日02時在黃海北部海域減弱為熱帶低壓并停止編號(圖4a)。“黑格比”具有尺度小、近海快速加強、陣風風力強等主要特點。

圖4 2004號臺風黑格比(a)全路徑圖，(b)臺風實況強度與預報強度對比曲線(圖4b中，黑線:臺風實況強度，彩線:中央氣象臺不同時次的主觀預報強度)Fig.4 (a) Track of Typhoon No. 2004 Hagupit, (b) comparison curve between the observed and forecasted intensities of the typhoon (in Fig.4b, black line: observed intensity, colored line: forecasted intensity by CMA at different times)

“黑格比”最大風速從8月2日20時的20 m·s-1增加到3日20時的38 m·s-1，24 h增加了18 m·s-1，達到了臺風快速加強的標準(陳聯壽和丁一匯，1979；閻俊岳等，1995；黃榮成和雷小途，2010；Kaplan et al，2010)。中央氣象臺對“黑格比”的強度預報均較實況偏弱(圖4b)，全球模式對“黑格比”快速加強完全沒有反應，而區域模式雖然預報出了“黑格比”強度將出現明顯增長的過程，但也遠沒有達到快速加強的程度，因此在“黑格比”生命史的早期階段，對其強度的預報采取了穩妥的方式，預報其將以正常的速度加強，造成了對其強度的明顯低估。直到“黑格比”臨近靠岸，并且其云型發展、沿途海溫以及高空出流等條件越來越有利于出現快速加強時，才對其預報強度進行了明顯的調整，并在預警中明確給出“黑格比”將出現近海快速加強的信息。

從8月3日的海洋熱狀況來看，海溫條件對于“黑格比”的快速加強也是非常有利的。臺灣島東部近海的大部分海溫高于29.5℃，較常年同期平均要高出0.5～1.5℃(圖5a,5b)，這樣異常偏高的海洋熱狀況給“黑格比”的快速加強提供了十分有利的下墊面條件；從“黑格比”加強期間的850 hPa流場和水汽通量(圖5c，5d)來看，雖然前期來自低空西南氣流的水汽輸送被2003號臺風森拉克有所截斷，但是隨著“森拉克”的減弱，西南季風為“黑格比”提供的水汽輸送明顯增強，這支西南氣流提供的充足水汽，也是其強度快速加強的有利因素之一。與此同時，高層也建立了南北兩支的雙通道出流(圖略)，也為“黑格比”的快速加強提供了有利的高空輻散條件。

圖5 2020年8月2日的(a)海面溫度和(b)海溫距平(：“黑格比”實況路徑)，以及(c)2日08時和(d)3日14時850 hPa的流場和水汽通量(填色，單位：g·cm-1·hPa-1·s-1)Fig.5 (a) SST, and (b) SST anomaly on 2 August (: the actual path of “Hagupit”); (c, d) flow field and water vapor flux (colored, unit: g·cm-1·hPa-1·s-1) at 850 hPaat (c) 08:00 BT 2 and (d) 14:00 BT 3 August 2020

從臺風中心的渦度和經向風的垂直分布(圖6)來看，“黑格比”受東北側的副高外圍氣流引導穩定西北行，由于副高強大且穩定，副高和臺風之間的氣壓梯度的增加，使臺風內部風速出現非對稱分布狀態，從而引起臺風中心渦度的變化，對臺風強度造成影響。前期臺風中心東西兩側的南風和北風近似準對稱分布，由圖6可見，8月2日20時起臺風中心東側南風開始加強，3日08時南風中心達到30 m·s-1，渦度中心強度也明顯增強，且由700 hPa向上伸展至500 hPa附近。3日14時，南風和北風均有增強，但北風中心增強速度不如南風中心快，從底層到400 hPa層具有一致的南風強于北風的不對稱分布特征，快速增強的南風使得臺風中心附近正渦度值急劇增加，且垂直伸展到200 hPa附近。3日20時，南北風的差值逐漸減少，臺風中心渦度維持，臺風內部風速也趨于對稱分布狀態。

圖6 2020年8月(a)2日20時,(b)3日08時,(c)3日14時和(d)3日20時沿臺風中心緯度的經向風(等值線，單位：m·s-1)和渦度(填色)的氣壓高度-緯向垂直剖面Fig.6 Latitudinal vertical profiles of pressure heights along the latitude of the typhoon center for longitudinal winds (contour, unit: m·s-1) and vorticity (colored)at (a) 20:00 BT 2, (b) 08:00 BT 3, (c) 14:00 BT 3, and (d) 20:00 BT 3 August 2020

由上述分析可知，“黑格比”雖然具備了臺風快速加強所需的有利的大氣和海洋環境條件。但在實時業務預報中，給出“黑格比”將出現近海快速加強的預報卻還是有很大難度。主要原因有：臺風近海快速加強是小概率事件，并且ECMWF、NCEP等全球模式對“黑格比”快速加強完全沒有反應，而CMA-TYM、HWRF等區域模式雖然預報出了“黑格比”強度出現明顯增長的過程，但也遠沒有達到快速加強的程度，因此數值模式對“黑格比”這種小尺度的臺風的強度預報能力還是十分欠缺的，當模式給出的信息不明確時，如果僅根據預報員的經驗，過早地選取一種預報信息呈現給公眾，這樣的預報結論存在很大風險。另外，臺風近海快速加強一直是臺風預報的難點和熱點問題，尤其像“黑格比”這樣的尺度小、生命史短的臺風。只有從機理研究上取得突破、模式性能明顯提高時，開展快速加強臺風的深入分析，才能解決近海快速加強臺風的預報和服務問題。

3.2 北上臺風陸上維持強度的預報問題

2020年8月26日至9月7日，東北地區連續遭受第8號臺風巴威、第9號臺風美莎克和第10號臺風海神影響，為有氣象記錄以來首次。“巴威”于8月27日11時移入遼寧丹東后，繼續向北移入吉林后減弱停編；“美莎克”和“海神”分別于9月3日13時和9月8日03時移入吉林和龍市后，向西移入黑龍江，并逐漸變性為溫帶氣旋。其中“美莎克”在東北地區滯留的時間最長，長達27 h。在“巴威”“美莎克”“海神”影響期間，東北地區平均降水量分別為35、54和45 mm。移入東北地區后，“巴威”以6～7級陣風為主，局地達8～10級；“美莎克”以8～10級陣風為主，局地達11～12級；“海神”以8～9級陣風為主，局地達10級(表2)。其中“美莎克”風雨影響最強，有49個國家站日降水量突破9月歷史極值。總體而言，3個臺風對東北地區的風雨影響，“美莎克”最強，“海神”次之，“巴威”相對最弱。

表2 臺風巴威、美莎克、海神主要參數Table 2 Statistical comparison analysis of typhoons Bavi, Maysak and Haishen

臺風巴威、美莎克和海神連續襲擊我國的東北地區，影響區域高度疊加，多個國家站日雨量突破歷史極值，極端事件出現的主要原因是大尺度環流穩定，并且副高明顯偏強偏北，3個臺風連續影響東北地區的主要環流背景比較相似(圖7)，都受到副高、日本海及以東高壓或鄂霍次克海高壓(阻塞高壓)，臺風西側冷渦或西風槽的共同影響，同時在臺風的東北側也都存在明顯的副熱帶西風急流。

圖7 2020年臺風(a)巴威8月27日20時,(b)美莎克9月3日14時,(c)海神9月8日08時的500 hPa 位勢高度(等值線，單位：dagpm)和200 hPa急流(填色)Fig.7 The 500 hPa geopotential heights (contour, unit: dagpm) and 200 hPa jets (colored) for (a) Typhoon Bavi at 20:00 BT 27 August, (b) Typhoon Maysakat 14:00 BT 3 September, (c) Typhoon Haishen at 08:00 BT 8 September 2020

雖然3個臺風生成時間較為接近，大尺度環境背景場也較為相似，但是這3個臺風給我國東北帶來的影響卻明顯不同，強度維持時間和風雨影響程度也存在明顯差異，因此對于這類北上臺風的預報難點主要為臺風的陸上維持時間以及風雨的精細化預報。

通過對比500 hPa高度場(圖7)可以發現，“巴威”與西側的高空冷渦距離較遠，沒有發生直接的相互作用，伴隨著西風槽東移攜帶的干冷空氣侵入臺風本體，使得“巴威”迅速減弱，并且呈現出明顯的非對稱結構，主要的風雨影響偏向了臺風的右側，因此對我國的影響相對較小，主要的強風暴雨都落在了朝鮮一側，而“海神”的阻塞高壓形勢是西高東低，伴隨著西風槽的東移和副熱帶西風急流的影響，使得“海神”快速向東北方向移出，也不利于其風雨影響的持續。而“美莎克”影響我國東北期間，其東側的阻塞高壓穩定維持，西側高空冷渦與其近距離相互作用并逐漸合并，同時高空副熱帶西風急流加強，這種環流形勢場的配置有利于“美莎克”登陸后強度的維持和長時間的風雨影響。

另外，高低空環流配置的差異也導致了3個臺風對東北地區風雨影響會有很大的差異。從整層積分的水汽通量(圖8)來看，臺風巴威自生成至加強北上的過程中，一直受到周圍干空氣的影響，使得“巴威”對流云系未能得到有效發展，發展高度不高，相對濕度達95%的區域僅存在于“巴威”核心區的較小范圍內，核心區周圍存在不同強度和范圍的干區，說明“巴威”是一個干臺風，導致“巴威”本體降水不強，強風區僅存在于中心核心區。登陸后加之丘陵和長白山高山地形的摩擦作用，使“巴威”強度很快減弱，影響也變得較小。而“美莎克”在東北滯留時間長、風雨影響大主要是因為：①“美莎克”周圍均存在大范圍相對濕度達95%的高濕區，高空西風急流核高達90 m·s-1，水汽輸送和高空出流條件有利于“美莎克”進入東北后強度維持，說明“美莎克”對東北地區影響更大；②“美莎克”的變性過程比較緩慢，中低層冷空氣侵入，中高層臺風暖氣團沿冷空氣向上爬升，冷暖空氣交匯，鋒生加強，有利于臺風與冷渦結合后變性加強。而“海神”的低層水汽和高層出流是介于“巴威”和“美莎克”之間，因此3個臺風對東北地區的風雨影響，“美莎克”最強，“海神”次之，“巴威”相對最弱。

圖8 2020年臺風(a)巴威8月27日14時,(b)美莎克9月3日14時,(c)海神9月8日02時的整層積分水汽通量Fig.8 Integrated moisture flux of the whole layer for (a) Typhoon Bavi at 14:00 BT 27 August， (b) Typhoon Maysak at 14:00 BT 3 September, (c) Typhoon Haishen at 02:00 BT 8 September 2020

圖9展示了臺風巴威、美莎克和海神的氣旋相空間參數時間演變，橫坐標代表的是氣旋低層熱成風參數，縱坐標代表的是氣旋的對稱性指數，由圖9可知，“巴威”的變性過程較快，而“美莎克”和“海神”經歷了比較漫長的變性過程，也有利于它們在陸上的強度維持和風雨影響的持續。

圖9 2020年臺風(a)巴威、(b)美莎克和(c)海神的氣旋相空間參數時間演變Fig.9 Time evolution of cyclone phase spatial parameters of typhoons (a) Bavi, (b) Maysak and (c) Haishen in 2020

總之影響北上臺風的天氣系統非常復雜，目前對于這類北上臺風變性的機理認識尚不深入，對其登陸之后臺風風雨的精細化預報能力還不足，北上臺風的強度預報不確定性還較大，需要重點關注高空西風急流和整層水汽通量的分布，另外西側冷渦與臺風間的相互影響還有待深入研究，日后需要加強對于這類北上臺風的預報經驗的積累和機理認識的提高。

4 結論與討論

4.1 臺風活動特征

2020年，在西北太平洋和南海共有23個臺風生成，較多年平均值偏少4個，其中5個臺風在我國沿海登陸，登陸臺風個數較多年平均偏少2個。臺風生成和登陸個數偏少、強度偏弱；臺風生成源地偏西；臺風活動的階段性、群發性特征突出和近海快速加強特征明顯。

4.2 臺風預報誤差

24、48、72、96、120 h臺風路徑預報誤差分別為70、117、169、222、276 km；各時效誤差均較2019年有所減少。另外，24、48、72、96、120 h臺風強度預報各時效誤差分別為3.9、5.1、5.5、6.2和6.3 m·s-1；較2019年也明顯減小；24 h誤差連續4年小于4.0 m·s-1。對于快速增強臺風的強度預報明顯偏弱，誤差較大。

4.3 臺風預報難點

2020年最主要的臺風預報難點包括兩個方面：一是我國近海快速加強臺風的強度預報問題,二是北上臺風登陸后的陸上強度維持問題。臺風的內部機理非常復雜，它的內部結構和變化以及臺風產生的風雨又與很多因素有關。由于臺風本身結構所具有的復雜性以及其發展過程中復雜的多尺度相互作用和海陸氣相互作用，使得我們對臺風運動機理和路徑預報方法，發生、發展及結構和強度變化,登陸和變性過程,登陸后的衰減和維持機制及其引起的暴雨分布等方面的理解和認識仍十分欠缺，這些難題阻礙了臺風預報水平的提高,影響了服務效果，亟待解決。