台风的科学资料
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发布时间：2022-05-01 10:12
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时间：2023-10-08 18:31
长期以来，台风路径（中心位置）预报一直居于台风灾害预警信息的首位，国内外气象学界为了防台减灾，半个多世纪以来，致力于研究改进台风路径预报方法，从半经验的天气学方法、基于统计理论的客观预报方法发展到基于大气动力热力学理论的数值预报方法以及集合数值预报方法，使台风路径预报的精度总体上得以较稳定地逐步提高，2004年，我国*气象台发布的24、48小时台风预报位置的平均距离误差分别为137.7km（602次）和251.5km（494次），而日本东京台风中心和美国联合台风警报中心的台风位置预报平均误差分别为125.9km（548次）、245.1km（449次）和121.6（593次）、216.2km（506次），可见，我国与发达国家比，台风路径预报总体水平尚有一定差距。
随着经济、社会的发展，防台减灾的经验愈益表明，台风预警的有效性至关重要，其制约因素很复杂，除了台风路径预报的准确性、登陆台风移速和移向与海岸线的交角、风雨分布预报能力等气象因素外，还涉及天文潮、水文地质状况、地形、沿海地带防汛设施、预警信息的传输以及防台减灾决策和城乡居民的防范意识等等，关键是台风预警信息的精细度，不准确的或不充分的台风预警信息可导致两种极端的后果：人员伤亡和重大经济损失，或者人、财、物力的无端浪费；而预警的失误和防台减灾措施的不当均可导致群众对预警信任度的降低，进而阻碍应急措施的有效实施；同时，在目前尚缺乏准确和充分的监测信息和预报工具情况下，预报决策者承受的种种压力也会一定程度上影响所发布预警信息的客观性和科学性。影响有效台风预警的因素很多,但以下气象科学问题亟待思考和探讨.
1、有效台风预警的关键技术和科学问题
提高近海登陆台风预警有效性的气象关键技术在于：对近海台风综合探测获取充分信息基础上,深化认识登陆前、后台风结构变化的规律,以此为理论基础,发展较精确的路径临近(短期)预报、精细化的强度和风雨分布预报以及台风的变性预报等先进技术。
1.1 近海（登陆）台风的综合探测
大范围的台风系统在近海登陆前同时受陆地和海洋影响，由于地表和海表摩擦的差异、地形动力强迫和海浪扰动的差异、陆面和洋面热量输送的差异等，以及海洋-陆地-大气三者的相互作用对台风边界层内结构变化，进而对其发展的影响远比在远洋面上复杂得多，在大尺度环境场较弱或环流形势不稳定情况下，其活动趋向存在更多的不确定性，仅依据雷达、卫星监测手段也较难获得其空间结构及其变化的资料，极大阻碍了对台风结构变化及风雨分布变化规律的理论认识，为掌握近海台风动态和深入认识其变化规律，加强探测能力是必要的。发达国家针对台风强度变化的监测和预报问题，已采用多种先进仪器设备对其进行跟踪探测，例如，美国NOAA的机载高时空分辨率的垂直和水平扫描探测飓风的Doppler雷达和GPS下投探空仪可获取飓风内部风、压、湿、温的时空分布，已用于监测飓风动态和研究其结构对强度变化的作用；在美国联合飓风试验基地2003-2005年计划中，有10项课题为飓风监测、预报的应用研究，如机载多普勒雷达测定的飓风风场资料的实时分发等，其目标都是为提高飓风预警报的能力；甚至台湾也在近年开展对台风的飞机探测试验。
1.2 台风强度和风雨预报的精细化预报问题
台风预警信息中的台风路径预报虽至关重要，然而台风灾害程度直接取决于影响域内与台风强度密切相关的风雨强度及其时空分布的变化，但缺乏有效的预报方法。气象学界已认识到，在台风强度及其风雨分布预报能力低下和防台减灾能力不够充足情况下，同等强度台风所引发的灾害将随社会经济的发展愈益增大，即使近海台风位置预报较准确，因其强度变化和风雨分布的不确定，也可能使台风预警的有效性大为降低，如2005年0509号台风麦莎北上，根据预警信息，京、津地区实施了防台减灾应急措施，如防汛、工程建设和交通等建筑设施的加固、人口的转移、城市下水管道排空、水库蓄水位降低等等，但麦莎进入渤海后移向东北，并减弱为热带低压，对京、津地区的影响甚小，产生了负面的社会影响。现今台风预警信息中有关台风强度和风雨的信息只是台风“整体”的状态及其预报信息，包括表示强度的近中心最大风速、大风半径和中心气压，且不论以卫星、雷达资料间接测定的台风强度和降水的不确定性，对风速分布而言，最大风速或中心气压预报的应用局限性很大，缺乏预警的指导意义，已不能适应城市防台减灾对预警信息精细化的要求，值得深入思考。
2、近海（登陆）台风的突变机制
台风作为高影响天气系统已被国际THORPEX计划列为重要项目。世界气象组织（WMO）的世界天气研究计划中热带气旋登陆课题、WMO热带气旋计划中的风暴潮计划和洪水预报系统评估项目，美国国家海洋大气局（NOAA）的佛罗里达海湾飓风项目等均与近海台风异常移动和登陆问题的研究有关。
关于台风的移动，国内外24、48小时台风位置预报的最大距离误差依然很大，2004年分别为450~550km和1100~1200km，这往往是出现在台风移向、移速发生突变的情况下，例如，2004年0423号台风生成后北行，而后突然左折，移速缓慢，约2天后又突然向东北加速移动，导致24h和48h预报误差达到548.7和1139.4km, 如若发生在近海，这种误报将造成极其严重的灾难性后果。问题在于对台风移向、移速突变可预报性的认识，用确定性的数值模式预报台风路径虽取得了进展，由于海洋上直接探测资料稀少，对台风结构和环境气压系统的描述以及模式台风的定位偏差等均可导致预报初始场的不确定性，此外，模式对台风过程的表述也有近似性，此类不确定性对台风移动突变预报的改进无疑是一个挑战。
近海（登陆）台风登陆后强度和风雨的异常变化与台风预警有效性也密切相关，是当今急需探讨的科学问题，也是亟待解决的实际问题，已成为国际气象界十分关注的前沿课题。由于缺乏台风内部结构的直接观测资料，对台风强度突变规律的科学认识依然有限，阻碍了台风突变预报方法的发展，姑且不论台风强度的突变预报，目前国内的台风强度预报也仅限于应用统计或统计解释应用的方法预报台风的最大风速，而近年来国外十分重视提升台风强度预报能力，美国受飓风、龙卷风、洪水等气象灾害年均经济损失达到110亿美元，迫切要求飓风灾害预警内容的精细化和提升预警的时效和有效率，1999年以来，美国NOAA的地球物理流体动力学实验室（GFDL）通过研发海洋和大气耦合的飓风数值预报模式系统等，使24~72小时飓风中心气压平均预报误差减小5~10hPa；2001年中国科技部批准中国登陆热带气旋现场试验（CLATEX）项目，2002年8月探测了强热带风暴“黄蜂”登陆时的大气边界层结构，并作了资料同化和模拟试验，取得了一些成果，但限于经费等原因，未能持续、深入地开展现场试验。现今台风突变预报能力薄弱的现状亟待改观，需要深化认识台风突变的机制，这有赖于*有关部门的关注，从人力和财力上加大投入力度。
3. 全球气候变化背景下台风活动的变化趋势
近年来台（飓）风灾害引发的损失愈益惨重的事实以及飓风源地和活动带分布的异常，这是全球性热带气旋异常气候变化的征兆?
截止10月下旬，2005年西北太平洋和南海已出现20个台风，比常年频数偏少似已成定局，但从台风级别所占比例和对我国的影响程度看，强度为台风级的有12个(占60%，常年平均约50%)，登陆我国的有9个(占45%, 常年平均约27%)，例如，7月的强台风海棠在登陆台湾前和再次登陆闽北前均出现迂回减速现象，登陆时中心附近最大风速达45米/秒，狂风暴雨严重影响台湾岛内交通，农作物也严重受损，闽、浙两省紧急转移了86万人，这次台风范围大、影响区域广，破坏力又强，是近几十年来登陆台湾和闽、浙一带罕见的超强台风之一；8月的台风麦莎在浙江登陆后,继续西北行进入安徽，后又北上经江苏、山东，在进入渤海后减弱，在陆上滞留近3天,4省1市受其直接影响,导致人员伤亡和严重经济损失，避灾转移人员200余万，仅浙江省受灾人口达840余万，经济损失达65亿元；这是否能认为台风活动的这种特征是对气候变化的响应。
近4年来西北大西洋飓风活动异常活跃，2002年-2004年分别有14、21、16个（常年平均6-7个），其中强度达到飓风级的分别为4、7、9个，2004年有3个飓风登陆美国，而2005年飓风偏多、偏强尤其明显，已达到21个，其中飓风级有11个，其中强飓风7个（年均2.5个），10月下旬又连续出现2个热带气旋，其中强飓风"威尔马"侵袭了牙买加、海地、古巴和墨西哥，并最终登陆美国佛罗里达州,其时强度虽减弱为3级飓风，但紧跟着的热带风暴“阿尔法”又侵袭了古巴；特别是登陆美国和中美洲的强飓风已造*员和经济的重创，直接损失惨重，据估计，飓风‘丹尼斯’、‘卡特里娜’和‘奥菲莉亚’共造成逾1000亿美元的损失，其中‘卡特里娜’，是美国历史上造成损失最惨重的一场自然灾害，受灾范围达到9万平方英里，大城市‘新奥尔良’全城毁于一旦，百万人口迁离家园，1209人死亡。自1995年以来，北大西洋年均有8.5个飓风（常年平均为6.5个），而出现4、5级强飓风机率的增大更明显,从1975年-1989年期间年平均16个增加到1990年-2004年间的年平均25个，增多了56％。2004年3月25日南大西洋28°S附近的低压系统竟在27小时内发展成飓风，这是南大西洋有记录以来首次发现飓风，也是登陆巴西的首个飓风，并造成严重灾害。
关于全球气候变化背景下，台风源地、活动带、频数、强度等变化趋势，以及未来台风极端事件对社会、经济可持续发展的影响程度等尚有不同观点，美国国家飓风中心主任M. Mayfield认为近年飓风频繁侵袭并非全球变暖的后果,美国哈丁大学研究飓风等自然灾害史的E.格罗斯副教授也认为是飓风活动的周期性反映，与全球变暖缺乏联系；美国科罗拉多州立大学著名飓风研究专家W.M.Gray教授等认为大西洋飓风猛增的原因在于大西洋暖流的周期性变化；麻省理工学院K.A.Emanuel教授发现飓风的持续时间随海温升高而延长，其破坏力也有所增加;英国*首席科学顾问D. King则认为飓风强度的加剧与全球气候变暖有关，飓风的危害程度和发生频率也将会呈现加大之势。
早在2000年美国气象学会(AMS)就曾举办”飓风的应对和响应”论坛，探讨美国应对飓风体系的风险和挑战，并发表了“应对和响应飓风的*问题”的报告，指出：美国正面临飓风破坏和人员伤亡增多的危险。AMS已在2005年10月25日召开”飓风是否变化及对其未来是否有充分准备?”的环境科学系列讨论会，可见美国气象界十分关注未来飓风发展趋势的讨论，我们也应深入探讨台风气候变化趋势及其对策问题，从认识论、方*和战略高度探讨全球气候变化背景下台风活动规律及其发展趋势，这对于从时效和有效性方面加速提高台风气候预测和台风预、警报能力、完善防台减灾体系以及正确拟定应对未来台风影响的对策都是非常重要的。
4、台风减灾预估、评估与台风资源利用
台风减灾预估和评估与台风预警的有效性密切相关，它们是相辅相成的两个方面，台风预警的准确性是台风减灾预估的重要基础，而台风减灾预估的合理性又能促进台风预警有效性的发挥，至于台风减灾评估将涉及台风预警有效性和减灾预估的正确性,对于提高台风预警有效性和改进减灾预估技术也是必要的.由于减灾牵涉面广，不仅是单一的气象科学技术问题，还涉及相关学科、减灾决策和防范意识等社会问题，这种复杂性大大阻碍了气象界对这方面问题的关注程度，至今，对于台风减灾预估和评估还缺少有效的方法，为了合理估计台风的风、雨、暴潮的破坏力有赖于台风预警信息的精细化和定量化,同时要结合防汛设施、城乡建筑性状和抗风能力、经济发展水平、人口密度等等加以综合考虑，才能估计减轻台风灾害的可能程度以及提出相应的减灾措施，这也是提高台风预警有效性的一个关键技术。
任何事物均有其两面性，台风除有引发灾害的主要方面外，还伴有风力和水资源等有利方面，以往对此未引起重视，事实上，对于其潜在资源的有效利用（如在特定地区的台风降水对缓解旱情、水库蓄水、洪水资源化利用以及台风风力和风浪发电等）也应引起足够的重视，从广义上理解台风预警信息有效性的内涵，并拓展服务领域，在台风预警信息中增加台风资源利用的信息是应对灾害事件两面性的合理措施，对于能否以及如何科学利用台风潜在资源、将“防台减灾”部分转化为“趋利避害”等不仅是台风科学前沿问题，也是保障国家可持续发展的公共安全问题。为此，科学认识台风灾害与台风资源的两重性应该引起足够的重视，
综上所述，为提高台风预警的有效率，充分发挥其在防台减灾中的作用，迫切需要回顾台风预报方法和关键技术发展中存在的基本问题和未来发展趋势，多角度地深入分析和探讨台风预警效率和信度的相关理论和认识问题，同时为探讨全球气候变化背景下未来台风活动趋势对我国*和社会、经济可持续发展的影响以及研讨台风潜在资源利用的途径，特申请召开 “登陆台风有效预警及台风气候变化的科学问题”科学讨论会。
中心议题： 1、登陆台风有效预警的科学理论和关键技术
（l）数值预报在近海台风登陆预警中的适用性
台风数值预报初始场中的台风结构和模式对台风过程表述的不确定性对预报影响的复杂性？为在台风预警服务中合理、有效应用其预报结果，采用何种科学表述方法较合理？集合预报技术是否为估测、量化其不确定性的最佳选择？
（2）近海登陆台风侵袭概率预报的科学性及合理性
台风中心定位依据的科学性和合理性？台风业务定位以及模式预报定位的偏差是无限降低预报位置误差的障碍？变革台风移动预报对象，从路径预报向袭击概率预报拓展的必要性、科学性和有效性？美国国家飓风中心推出的飓风移动的概率区域预警信息的试验性服务对我国的适用性？
（3）登陆台风影响域风雨分布的可预报性和预报精细化的可行性
台风影响域风雨分布的可预报性？台风数值模式预报台风风场和降水量场的可用性？台风集合预报方法对实现台风影响域风、雨预报精细化的可行性？台风影响域风力和降水等级的概率分布预报的应用有效性？美国国家飓风中心推出的试验性服务产品：飓风最大风速概率预报等预警信息的科学性和适用性？
（4）台风登陆后强度变化及台风变性问题
台风登陆前后强度变化的物理机制，台风登陆后的维持机制以及台风登陆后与中纬度天气系统的相互作用的物理等尚不清楚。
2、近海台风突变机制
（1） 近海台风综合探测能力和现场探测试验的必要性和可行性？沿海地带建立海洋气象常规观测、移动跟踪观测、边界层梯度观测综合监测网的必要性和可行性？
（2） 开展近海台风飞机探测试验的必要性和实施飞机试验探测计划的可行性？
（3） 探讨基于综合监测资料的近海（登陆）台风观测分析技术。
（4） 近海台风路径突变的可能机制、近海台风强度突变的可能机制。揭示近海登陆台风强度突变机理的有效途径？
（5） 台风强度突变的可预报性？发展近海台风数值预报（模式）技术的有效途径和改善数值模式预报台风强度突变适用技术？
3、全球气候变化背景下台风活动的变化趋势
（1）影响我国东南沿海的台风气候变化及未来发展趋势
（2）全球变化背景下的台风发生频数和台风强度的气候变化趋势
（3）全球气候变化对台风活动和生成源地和活动带的影响
4、台风减灾预估、评估及应急预案
（1）国内外台风防灾减灾的现状及我国的对策
（2）台风灾害预评估的可行性、主要内容及关键技术
（2）防台减灾应急预案的科学内容
（3）台风资源利用的可行性
（4）台风数值预报模式增加可利用风能和水量分布预报的可行性
总评述报告： （1）国内外台风预警的现状及未来发展趋势（陈联寿院士：中国气象科学研究院）
（2）台风形成、强度变化及可预报性（伍荣生院士 南京大学）
（3）国内外飞机探测及主要研究成果（端义宏研究员 上海台风研究所）
专题发言： 1、登陆台风有效预警的科学理论及关键技术
（1）台风预警的业务需求（许小峰博士，中国气象局）
（2）台风的可预报性（丑纪范院士 中国气象局培训中心）
（3）台风数值预报模式的关键技术（王斌研究员 中科院大气物理研究所）
（4）登陆台风的概率预报技术及可能解决途径（朱永褆研究员 上海台风研究所）
（5）登陆台风风雨预报中的关键问题（钮学新研究员 浙江省气象局）
（6）台风变性的科学问题（徐祥德研究员 中国气象科学研究院）
2、近海（登陆）台风的综合监测及台风突变机制的研究
（1）台风的卫星监测过去及将来（许建民院士 中国气象局国家卫星气象中心）
（2）台风中的非线性问题（罗哲贤教授，南京信息工程大学）
（3）台风的适应性观测及敏感区域的研究（谈哲敏教授 南京大学）
（4）台风的高分辩率数值模拟（张*教授 北京大学）
3、全球气候变化背景下台风活动的变化趋势
（1）全球气候变化的观测事实及未来趋势（丁一汇研究员 国家气候中心）
（2）华南登陆台风的气候演变特征（陈仲良教授 香港城市大学）
（3）近500年严重影响华东的台风分析（徐明博士 上海台风研究所）
（4）全球变化背景下台风的演变可能趋势（李永平博士 上海台风研究所）
4、台风影响评估、防台减灾与台风资源利用的效益和风险预估
（1）国外气象访灾减灾的概况（王邦中高级工程师 中国气象局）
（2）台风影响评估的科学问题和关键技术（李泽椿院士 国家气象中心）
（3）台风防灾减灾的应对措施（王昂生研究员 中国科学院减灾中心）
（4）台风防灾减灾与可持续发展（潘家华研究员 中国社会科学院可持续发展研究中心）
（5）台风资源利用可能途径（雷小途研究员 上海台风研究所）
参加研讨会代表还有：
国家气候中心：董文杰研究员、张秀芝研究员
国家气象中心：矫梅燕研究员、钱全海高级工程师
天津市气象局：姚学祥研究员
北京大学：陶祖钰教授
南京大学：王元教授、杨修群教授
中国海洋大学：刘秦玉教授、傅刚教授
南京信息工程大学：何金海教授
国家科技部农村与社会发展司：孙洪 副*
中国气象局科技司：郭亚曦*、赵大铜副*、王金星*
中国气象局预测减灾司：章国才*
中国气象局监测网络司：张文健*
上海台风研究所：梁旭东副研究员、余晖副研究员
