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        臺風(fēng)是如何預(yù)報(bào)的

        2017-04-14 07:42:43段昊書
        生命與災(zāi)害 2017年10期
        關(guān)鍵詞:預(yù)報(bào)員風(fēng)場臺風(fēng)

        段昊書

        臺風(fēng)是如何預(yù)報(bào)的

        段昊書

        那么,我國是如何預(yù)報(bào)臺風(fēng)的?

        每當(dāng)有臺風(fēng)在洋面上生成,獲知其準(zhǔn)確位置和實(shí)況強(qiáng)度是預(yù)報(bào)員第一時(shí)間需要做的事情,也是之后預(yù)報(bào)其路徑和強(qiáng)度發(fā)展的重要基礎(chǔ)。借助“海陸空”一體的全方位觀測手段,就是為了更快更準(zhǔn)地找到臺風(fēng)的確切位置,并獲知其實(shí)況強(qiáng)度。

        由于缺乏海洋觀測資料,對于身處海洋腹地的熱帶系統(tǒng),通常借助衛(wèi)星遙感觀測來獲取其實(shí)時(shí)特征。近年來,基于高分辨率衛(wèi)星資料的“臺風(fēng)客觀定位和強(qiáng)度客觀估計(jì)系統(tǒng)”解決了這一難題。預(yù)報(bào)員使用分析軟件,只需要不到一分鐘就可以完成對衛(wèi)星圖像的處理及分析,給出一個(gè)合理的臺風(fēng)定位和強(qiáng)度。此外,基于靜止氣象衛(wèi)星和極軌氣象衛(wèi)星開發(fā)的“臺風(fēng)風(fēng)場分布定量分析技術(shù)”就好像給臺風(fēng)做了次“CT掃描”。這項(xiàng)技術(shù)能將衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成臺風(fēng)底層風(fēng)場分布結(jié)構(gòu),讓人們精確掌握臺風(fēng)結(jié)構(gòu)的變化特征。

        隨著臺風(fēng)逐漸靠近陸地,人們的觀測手段也不斷豐富起來。架設(shè)在海島和石油平臺的自動(dòng)氣象站、海洋氣象浮標(biāo)站、船載自動(dòng)氣象站以及沿海天氣雷達(dá)等,都會實(shí)時(shí)獲取到臺風(fēng)相關(guān)風(fēng)速和氣壓等氣象要素資料。如果說通過觀測網(wǎng)絡(luò)詳細(xì)掌握臺風(fēng)狀態(tài)是在預(yù)報(bào)中搶占先機(jī),想要真正預(yù)測其動(dòng)向,還必須掌握其發(fā)展規(guī)律。首先,面對赤道附近此起彼伏的對流云團(tuán),究竟哪一團(tuán)才能發(fā)展成為真正的臺風(fēng)呢?要破解這個(gè)難題,就需要綜合考慮環(huán)境大氣各種物理量的影響,確定每個(gè)物理因子的閾值——就好比游戲里做任務(wù)時(shí),取得多少經(jīng)驗(yàn)值就可以觸發(fā)劇情,隨后,預(yù)報(bào)員要根據(jù)這些因子的相互關(guān)系建立一個(gè)數(shù)學(xué)公式——即通過建模的方式算出臺風(fēng)生成概率,這是臺風(fēng)生成概率預(yù)報(bào)技術(shù)。

        其次,對于發(fā)展成熟的臺風(fēng),人們更為關(guān)注的是它會怎么走,能變多強(qiáng)?在主觀經(jīng)驗(yàn)判斷之外,更多客觀手段可以幫助我們預(yù)測臺風(fēng)未來動(dòng)向。中央氣象臺自主發(fā)展的“基于多種集合預(yù)報(bào)模式的臺風(fēng)路徑預(yù)報(bào)訂正技術(shù)”,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(fēng)的若干種未來可能的路徑中,通過技術(shù)判別找到最合理的幾條路徑,再通過數(shù)學(xué)算法給出一條最優(yōu)的推薦路徑。另一項(xiàng)“黑科技”是對臺風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報(bào)技術(shù)的革新,中央氣象臺采用優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連接權(quán)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的新方法,建立了“基于神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的臺風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報(bào)計(jì)算方法”——簡單來講,就是可以通過機(jī)器學(xué)習(xí)的手段優(yōu)化臺風(fēng)強(qiáng)度的算法。

        最后,臺風(fēng)襲來往往伴隨著強(qiáng)風(fēng)驟雨。臺風(fēng)在登陸過程中受到海岸線分布、下墊面摩擦以及環(huán)境風(fēng)場等多種因素影響,所帶來的狂風(fēng)暴雨往往具有移動(dòng)快、局地性強(qiáng)等特征。通過發(fā)展一種利用臺風(fēng)風(fēng)場的動(dòng)力釋用技術(shù),將高分辨率數(shù)值模式計(jì)算出的風(fēng)場預(yù)報(bào)結(jié)果與預(yù)報(bào)員的主觀路徑強(qiáng)度預(yù)報(bào)相匹配,最終形成了精細(xì)化臺風(fēng)風(fēng)雨格點(diǎn)預(yù)報(bào)產(chǎn)品。

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