解析台風預報難點：走出狂風暴雨的迷宮需過哪些關？

台風往往帶來狂風暴雨、造成嚴重災害，威脅百姓生產生活甚至生命財產安全。

准確預報台風路徑和強度變化是防災減災的關鍵。

而進一步提高台風預報水平需要對台風路徑和強度預報難點進行科學分析，這對改進數值天氣預報和理解台風變化背後的機理也有重要意義。

“峰回路轉”的台風路徑

台風路徑預報是防台風的首要問題，台風預警中提前3—5天（即72小時、96小時和120小時）的路徑預報可為人員疏散撤離和財產保護贏得寶貴時間，對防台風工作部署具有重要作用。

然而，要對路徑進行准確預報並非易事。

台風生成初期的長時效路徑預報始終是國內外預報難點之一。當台風初始渦旋較弱且位於弱引導氣流環境中時，各家數值模式分歧大、集合預報發散度高，數值模式對台風主要影響系統的長時效預報存在明顯偏差。

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對比不同起報階段的路徑預報偏差可以發現，“杜蘇芮”生成初期路徑預報偏差較大，預報路徑較實況路徑偏東。

7月21日8時至23日14時台風生成初期，中央氣象台主觀預報判斷“杜蘇芮”生成後將向西北方向移動，趨向於登陸台灣島。

但副熱帶高壓（以下簡稱“副高”）形態調整後，7月23日17時預報調整為穿過巴士海峽進入南海東北部海域。

副高是影響“杜蘇芮”路徑的主要系統。由於數值模式在“杜蘇芮”生成初期對副高變化預報差異較大，路徑預報不確定性較高，導致集合預報路徑發散度較大，且不同起報時次客觀路徑預報調整的方向分歧也較大，增加了主觀訂正的難度。

而“海葵”路徑之所以較難預報，是由於台風靠近台灣島時，受台灣中央山脈的影響，在台灣島的西側容易產生誘生低壓，導致原來的氣旋中心消亡並被新的氣旋中心取代，從而使路徑發生突變，加大預報難度。

此外，台風的移速突變也是台風路徑預報的主要難點之一。因為這種移速的顯著變化常常出現在轉折點附近和轉向後，容易出現預報誤差。

通過分析2005—2010年西北太平洋上台風突然北折和西折路徑的預報誤差發現，北折突變路徑在突變時刻，24小時路徑預報誤差達145.6公裏，比平均預報誤差增加了29.3%。

台風“杜蘇芮”和“海葵”的移速都經歷了先變快後變慢的過程，且在一段時間內回旋少動，這也增加了路徑預報的不確定性。

“雙台共舞”擾亂台風節奏

台風“杜蘇芮”生成發展期間，其東側出現了熱帶擾動，後來該擾動發展為今年第6號台風“卡努”。

台風“海葵”影響期間，不僅有台風“蘇拉”的作用，其東側也有熱帶擾動在醞釀。

西北太平洋上出現雙台風時常會觀測到異常路徑——當兩個氣旋性渦旋在較近距離內相互作用時，路徑的預報誤差較單一台風明顯增大。

一般來說，東側台風的存在使西側北上台風移速減慢，移動方向更偏西，東側台風越強、緯度高於西台風，雙台風之間互旋作用越明顯，西側台風路徑就越偏西、偏南。

“杜蘇芮”生成於副高南側，此時副高受到“杜蘇芮”和中緯度西風帶系統以及“卡努”的共同影響。

副高形態的變化對於台風路徑預報具有重要影響，“卡努”通過環流形勢的作用引起“杜蘇芮”路徑預報的變化。同樣，“海葵”在多種力量的“撕扯”下緩慢前行，鞍形場、大陸高壓、西南季風等都可能影響台風路徑。

大氣是一個對初值敏感的高度非線性動力系統，即使在預報技術穩步發展的今天，台風3—5天路徑預報的極大誤差仍舊存在，提早發布精准的長時效路徑預報充滿挑戰。

在對“杜蘇芮”的整個預報過程中，24小時路徑預報誤差為51公裏，低於全年平均水平。

其間，預報員的主觀訂正發揮了重要作用——預報員對模式預報場的關鍵系統或者關鍵區的及時檢驗和訂正非常重要，實時檢驗系統可為預報員提供支撐。

台風強度快速變化給預報帶來巨大挑戰

在過去三十年中，台風的路徑預報水平顯著提高，但是強度預報，尤其是快速增強過程的預報，仍然是國內外台風預報的難點。

台風強度快速變化是台風強度預報誤差的重要來源，台風強度達到峰值後突然快速減弱這一過程因其突發性和迅速性，更是給預報帶來了巨大挑戰。

特別是近海台風快速加強尤為難預報。統計分析表明，約17%的台風在靠近島嶼或陸地時出現了快速加強現象。

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“杜蘇芮”經歷了兩次加強過程，7月21日8時生成後，24日20時加強為超強台風級，經過巴士海峽強度減弱為強台風級

27日17時進入南海東北部海域後再次加強為超強台風，靠近福建沿海。“海葵”9月1日6時開始強度快速增強，9月6日迅速減弱，登陸前再次快速增強。

在預報過程中，模式對“杜蘇芮”強度預報較實況偏弱，特別是快速增強過程，最大強度明顯偏弱。

預報員通過分析當時的大氣環流和海溫條件，發現二者均有利於台風強度增強，於是判斷台風將在近海增強並以強台風級登陸福建

並通過雷達觀測發現“杜蘇芮”登陸前維持雙眼牆增強的現象，最終確定登陸前其強度維持，這也與浮標、雷達等獲取的觀測結果一致

而“海葵”加強為超強台風前，中上層切變持續減小，進入海峽後，切變依然很弱，若無台灣地形影響，可能以超強台風繼續西行。

近年來，缺少洋面上有效的觀測資料是強度預報偏差的一個直接原因。如何利用先進的資料同化方法同化多源資料來改善台風的初始熱力、動力信息，從而改進對台風的模擬和強度預報是當前研究的熱點

在實際的業務監測分析中，為了避免對快速加強過程中台風強度的低估，需要應用雷達、海島自動站及其他觀測手段，以獲取更全面的台風強度變化信息。

預報員的難題

在台風預報過程中，如何准確把握環流形勢場和各種因素的相對作用？在複雜的環流形勢下，面對各家模式預報出現的分歧，預報員應該何去何從？

如何集合不同時段不同預報產品所長得出最好的預報結果？在前期不確定性較大的預判下，如何有效地進行台風災害風險決策，在不確定性風險和減災之間尋求平衡？這些都是預報員一直以來面臨的難題。

預報員一面在業務實踐中不斷總結台風預報經驗，試圖從台風個例中加深對模式性能的認識，並歸納出一般性規律，為日後預報提供指導

一面深入研究剖析影響台風路徑和強度背後各種因素的深層機理，探索台風極端暴雨的形成機制，並將研究成果應用於台風預報中。

要應對這些難題，需要提升預報員對台風外部影響環境和內部結構特征等因素的綜合分析能力，對大氣環流配置和各家模式特點了然於心，博采眾家之長，避免被模式所誤導，並明確不同因素可能導致的台風預報誤差特點，從而在進行主觀訂正時更具針對性。