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(shù)的發(fā)展，我國臺風預報技術(shù)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(fā)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?！毕襁@樣的預警，你肯定聽過無數(shù)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(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(tǒng)，氣象人員通常借助衛(wèi)星遙感觀測來獲取其實時特征。近年來，基于高分辨率衛(wèi)星資料的“臺風客觀定位和強度客觀估計系統(tǒng)”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(wèi)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(wèi)星和極軌氣象衛(wèi)星開發(fā)的“臺風風場分布定量分析技術(shù)”就好像給臺風做了次“CT掃描”，能將衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成臺風底層風場分布結(jié)構(gòu)，讓人們精確掌握臺風結(jié)構(gòu)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(shè)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(guān)風速和氣壓等氣象要素資料。如果說通過觀測網(wǎng)絡詳細掌握臺風狀態(tài)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(fā)展規(guī)律。

首先，赤道附近此起彼伏的對流云團，究竟哪一團才能發(fā)展成為真正的臺風呢？要破解這個難題，需要綜合考慮環(huán)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(jīng)驗值就可以觸發(fā)劇情；隨后，預報員要根據(jù)這些因子的相互關(guān)系建立一個數(shù)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(shù)。

其次，對于發(fā)展成熟的臺風，人們更為關(guān)注的是它會怎么走，能變多強。在主觀經(jīng)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(fā)展的“基于多種集合預報模式的臺風路徑預報訂正技術(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)學算法給出一條最優(yōu)的推薦路徑。另一項“黑科技”是對臺風強度預報技術(shù)的革新，中央氣象臺采用優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡的連接權(quán)和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的新方法，建立了“基于神經(jīng)元網(wǎng)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(yōu)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(huán)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(fā)展一種利用臺風風場的動力釋用技術(shù)，將高分辨率數(shù)值模式計算出的風場預報結(jié)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(chǎn)品。