天天热文：台风强度为什么难预报

• 2022-06-26 09:59:15 来源：科普时报

(资料图片仅供参考)

热带气旋发生和发展于热带洋面上中尺度的天气系统，呈逆时针旋转结构。风速每秒大于32.7米的热带气旋，在西太平洋沿岸被称为台风，在大西洋沿岸被称为飓风。由于台风伴随大风和暴雨，往往引起途经地区巨大的灾害，特别是我国沿岸地区每年都会经受台风及其伴随的灾害，如风暴潮的影响。因此如何准确预报台风对于沿岸地区的防灾减灾有着重要的意义。

随着科技的进步，过去几十年来台风的路径预报的误差迅速减少，而强度预报的误差改进较慢，因而有必要重新审视台风发生、发展和变化的过程和机理。

台风虽然发生发展于海洋，路径主要由大气的背景气流控制，台风南部和北部受到地球的地转偏向力不同，总有往北偏移的趋势，可以将其想象成水面上的小舟随波逐流。总体来说，西北太平洋台风在产生之后会往西北方向移动。由于过去几十年国际大气的数值预报模式的发展，使得台风路径预报能力迅速提高，然而为何台风强度预报的改善不明显，对此学术界众说纷纭：有的学者认为是对台风顶部的上边界层以及与海洋接触的下边界层的物理过程认识不足，有的学者认为是对台风本身的变化机制理解不足，有的学者则认为是对海洋和台风相互作用认识不足。

从海洋和台风的相互作用来看，台风普遍发生发展在温暖的洋面上，一般认为海表温度在26.5℃以上，暖的海表能向台风输送热量和水汽，使其增强。由于台风风场在海表存在辐合，因此增强后的台风能将更多的水汽和热量带至内部，变得更强，此为海洋和台风的正反馈过程。然而，台风并不会无限增强，这是因为台风也会引起海表温度降低，使得海表不能再提供足够的热量和水汽，导致台风不那么容易增强，甚至出现减弱现象。总之，海洋和台风的相互作用过程导致了台风时强时弱的情况。最新研究表明，在上层海洋不容易混合或者上层海洋暖水比较深厚的地区，海表不容易冷却，往往容易导致台风快速强化，反之台风减弱。由于目前台风预报模式中的海气耦合仍有提升空间，比如上层海洋温度的实时变化、水平分布的变化，以及海洋的反馈过程等，因而这可能是局限台风强度预报的关键因素。

从台风期间的海气界面情况来看，台风会导致海气界面呈现气和水之间的“飞沫”状态，也会引起强烈的海表面波，使得这一层的物理性质明显变化。比如常用的计算风应力的拖曳系数，在低风速下随风速增加，而在台风这样的风速下则呈现基本不变甚至减少。“飞沫”状态下海表的海气热通量和水汽通量与平时也有显著的不同，甚至也会影响海气界面气体，如二氧化碳和氧气的交换。由于台风本身强度的变化很大程度上源自对海表热量和水汽的吸收，而且这些通量的水平分布也在很大程度上影响台风的强度，比如在台风眼壁附近增大海洋对台风的热输送，能明显增强台风，因而深入了解台风期间海气界面特征和通量特征，是提升台风强度预报的另一个关键。目前台风预报模式中对海气界面过程的模拟和参数化仍然还有很大的改进空间。

台风是在海洋上发生和发展的天气现象，对于台风期间上层海洋以及海气界面认识的不断深入，有望改进过去几十年来台风强度预报准确率不高的困境，进一步减少台风所造成的灾害。

（作者系自然资源部第二海洋研究所副研究员）

标签： 相互作用 热带气旋

推荐阅读

猜您喜欢