頭條：臺風強度為什么難預報

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熱帶氣旋發生和發展于熱帶洋面上中尺度的天氣系統，呈逆時針旋轉結構。風速每秒大于32.7米的熱帶氣旋，在西太平洋沿岸被稱為臺風，在大西洋沿岸被稱為颶風。由于臺風伴隨大風和暴雨，往往引起途經地區巨大的災害，特別是我國沿岸地區每年都會經受臺風及其伴隨的災害，如風暴潮的影響。因此如何準確預報臺風對于沿岸地區的防災減災有著重要的意義。

隨著科技的進步，過去幾十年來臺風的路徑預報的誤差迅速減少，而強度預報的誤差改進較慢，因而有必要重新審視臺風發生、發展和變化的過程和機理。

臺風雖然發生發展于海洋，路徑主要由大氣的背景氣流控制，臺風南部和北部受到地球的地轉偏向力不同，總有往北偏移的趨勢，可以將其想象成水面上的小舟隨波逐流?？傮w來說，西北太平洋臺風在產生之后會往西北方向移動。由于過去幾十年國際大氣的數值預報模式的發展，使得臺風路徑預報能力迅速提高，然而為何臺風強度預報的改善不明顯，對此學術界眾說紛紜：有的學者認為是對臺風頂部的上邊界層以及與海洋接觸的下邊界層的物理過程認識不足，有的學者認為是對臺風本身的變化機制理解不足，有的學者則認為是對海洋和臺風相互作用認識不足。

從海洋和臺風的相互作用來看，臺風普遍發生發展在溫暖的洋面上，一般認為海表溫度在26.5℃以上，暖的海表能向臺風輸送熱量和水汽，使其增強。由于臺風風場在海表存在輻合，因此增強后的臺風能將更多的水汽和熱量帶至內部，變得更強，此為海洋和臺風的正反饋過程。然而，臺風并不會無限增強，這是因為臺風也會引起海表溫度降低，使得海表不能再提供足夠的熱量和水汽，導致臺風不那么容易增強，甚至出現減弱現象?？傊Ｑ蠛团_風的相互作用過程導致了臺風時強時弱的情況。最新研究表明，在上層海洋不容易混合或者上層海洋暖水比較深厚的地區，海表不容易冷卻，往往容易導致臺風快速強化，反之臺風減弱。由于目前臺風預報模式中的海氣耦合仍有提升空間，比如上層海洋溫度的實時變化、水平分布的變化，以及海洋的反饋過程等，因而這可能是局限臺風強度預報的關鍵因素。

從臺風期間的海氣界面情況來看，臺風會導致海氣界面呈現氣和水之間的“飛沫”狀態，也會引起強烈的海表面波，使得這一層的物理性質明顯變化。比如常用的計算風應力的拖曳系數，在低風速下隨風速增加，而在臺風這樣的風速下則呈現基本不變甚至減少。“飛沫”狀態下海表的海氣熱通量和水汽通量與平時也有顯著的不同，甚至也會影響海氣界面氣體，如二氧化碳和氧氣的交換。由于臺風本身強度的變化很大程度上源自對海表熱量和水汽的吸收，而且這些通量的水平分布也在很大程度上影響臺風的強度，比如在臺風眼壁附近增大海洋對臺風的熱輸送，能明顯增強臺風，因而深入了解臺風期間海氣界面特征和通量特征，是提升臺風強度預報的另一個關鍵。目前臺風預報模式中對海氣界面過程的模擬和參數化仍然還有很大的改進空間。

臺風是在海洋上發生和發展的天氣現象，對于臺風期間上層海洋以及海氣界面認識的不斷深入，有望改進過去幾十年來臺風強度預報準確率不高的困境，進一步減少臺風所造成的災害。

（作者系自然資源部第二海洋研究所副研究員）

標簽： 相互作用 熱帶氣旋