捉颱風，我們是專業的

捕捉颱風

—揭秘中央氣象台颱風監測預報技術

颱風是大自然最鬼斧神工的傑作之一，曾幾何時人們驚嘆於其威力而束手無策。隨著氣象科學技術的發展，颱風預報技術已達世界一流水平，2012 年以來，颱風路徑預報準確率更穩居世界先進。尤其是中央氣象台的颱風綜合監測預報預警技術，對於精準預判颱風路徑、強度及風雨影響起到重要作用，並得到國內外同行的充分認可。

熱帶氣旋——有一個更令人熟悉的名字——颱風。很多人都從衛星雲圖上看過颱風的尊容，其中心有一個「無雲區」，被稱作颱風眼。

事實上，反映颱風強弱的「最低氣壓」「最大風速」都出現在颱風中心附近。因此，要預判颱風的動向，主要就是關注颱風中心的移動軌跡及其附近風力變化；同時，「眼睛」是否完美渾圓，也代表颱風結構是否完整，決定其強度變化趨勢——原理雖能一兩句話講完，但要想真正掌握「捉颱風」的法門，卻不是一件容易的事情。

那麼，捕捉颱風的那些人到底用了何種利器、什麼手段去捕捉這些「大傢伙」呢？

撒網：「海陸空」一體 能用衛星做CT

每當有颱風在洋麵上生成，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，藉助「海陸空」一體的全方位觀測手段，就是為了更快更准地找到颱風的確切位置，並獲知其實況強度。

由於缺乏海洋觀測資料，對於身處海洋腹地的熱帶系統，通常藉助衛星遙感觀測來獲取其實時特徵。而過去更大的挑戰在於對颱風的定強，即在判斷颱風初始強度時往往存在主觀性差異。

近年來，基於高解析度衛星資料的「颱風客觀定位和強度客觀估計系統」解決了這一難題。預報員使用分析軟體，只需要不到一分鐘就可以完成對衛星圖像的處理及分析，給出一個合理的颱風定位和強度。

氣象衛星觀測到的颱風眼。

此外，基於靜止氣象衛星和極軌氣象衛星開發的「颱風風場分佈定量分析技術」就好像給颱風做了次「CT掃描」。這項技術能將衛星監測數據轉換成颱風底層風場分佈結構，讓人們精確掌握颱風結構的變化特徵。

人們的觀測手段也不斷豐富起來。架設在海島和石油平台的自動氣象站、海洋氣象浮標站、船載自動氣象站以及沿海天氣雷達等，都會實時獲取到颱風相關風速和氣壓等氣象要素資料。

海洋氣象浮標站

But，颱風往往移動迅速且來勢兇猛，這些海量監測數據需要快速整合，並「沙裡淘金」，留下最有用的數據。針對雷達、地面和高空觀測資料的快速同化系統，就像將紛繁複雜的漁線織成了一張緊密的漁網，這是讓颱風無所遁形的基礎。

下鉤：掌握規律 分步驟打通預報難點

颱風如同自然界里的生物一樣，有其「生命法則」，但在其發展過程中卻存在諸多不確定因素。路徑180°大轉彎或是強度「三級連跳」的情況並不罕見。

年輕的颱風預報員常說，做颱風預報就像打遊戲，過程中會遇到重重關卡。任何一步有失，就會前功盡棄。

首先，面對赤道附近此起彼伏的對流雲團，究竟哪一團才能發展成為真正的颱風呢？要破解這個難題，就需要綜合考慮環境大氣各種物理量的影響，確定每個物理因子的閾值——就好比遊戲里做任務時，取得多少經驗值就可以觸發劇情。隨後，預報員要根據這些因子的相互關係建立一個數學公式——即通過建模的方式算出颱風生成概率。這是颱風生成概率預報技術。

其次，對於發展成熟的颱風，人們更為關注的是它會怎麼走，能變多強？在主觀經驗之外，更多客觀手段可以幫助我們預測颱風未來動向。中央氣象台自主發展的「基於多種集合預報模式的颱風路徑預報訂正技術」，是目前最行之有效的方法之一。通俗來說，這種方法就是在颱風的若干種未來可能的路徑中，通過技術判別找到最合理的幾條路徑，再通過數學演算法給出一條最優的推薦路徑。

中央氣象台颱風與海洋氣象預報中心預報員在進行颱風預報。

就好比是車載導航系統，通過實時數據和道路信息設計，給出最優的規劃路線。另一項「黑科技」是對颱風強度預報技術的革新，中央氣象台採用優化神經網路的連接權和網路結構的新方法，建立了「基於神經元網路的颱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化颱風強度的演算法。

入瓮：對接國際標準 擴展適用範圍

在捕捉到颱風后，最後一步就是把這些技術用得好。特別是要對接國際標準，贏得更廣泛認可。

近幾年，颱風預報業務整體的規範化和標準化程度不斷提高。除了一系列颱風業務預報領域的國家行業標準推出以外，颱風業務定強技術流程規範化建設進一步完善，實現颱風業務定強分析流程與國際接軌，增強了颱風業務定強數據的可比性，提升了颱風最佳路徑數據的國際認可度——這使的颱風預報產品能讓更多國家和地區的人用得上，同時能進行比較。

9月13日，中央氣象台通過集合預報技術對颱風「泰利」「杜蘇芮」可能的路徑發展情況進行「優選」分析。

在國家提出「一帶一路」倡議的背景下，中央氣象台已建成針對南海及周邊東南亞國家和地區的專業化颱風監測預警平台，加強和周邊國家在颱風監測和預報領域的交流和合作，同時增強履行國際義務的能力和影響力。

為了進一步拓展預報範圍，中央氣象台建設了基於「風雲」系列氣象衛星的孟加拉灣風暴監測預報系統，不僅提高了對孟加拉灣風暴的監測預警能力，也對實現對周邊國家的颱風防災減災的技術輻射。

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文章來源｜氣象報社

作者｜向純怡 王皘 段昊書

圖片來源｜氣象報社 網路

責任編輯｜大淼

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