台风“桦加沙”如何形成?台风大小、强度由什么决定?预报台风有哪些技术挑战?……23日,气象大数据研究专家中国科学院深圳先进技术研究院数字所研究员李晴岚从科普角度结合团队最新研究成果,以及相关的科学研究进展,针对台风“桦加沙”的八个问题一一作出解答。
一、此次台风“桦加沙”的特点是怎样的?其形成和驱动的因素有哪些?可能会带来哪些危害?
李晴岚:桦加沙的特点是:出身“特别”,诞生在太平洋深海盆;成长好,一路上经过的洋面温度高,给台风成长提供富足能量;耗散小,台风路径上垂直风切变在10m/s以下;一路上畅通无阻,直奔广东沿海。这些条件都非常有利于“桦加沙”的生成和发展,并且已发生狂风、暴雨、风暴潮。
海温(2025.9.20_00UTC世界时)。李晴岚团队供图
垂直风切变(200-850 hpa)。李晴岚团队供图
台风形成的因素:
高的海温:海面水温需在26.5℃以上,才能为台风提供足够的能量和水汽;
距离赤道一定纬度:一般距离赤道至少5°以上。海水升腾形成水汽,要转起来必须有足够的科里奥利力(因为地球自转引起)。过于靠近赤道的地方,由于科里奥利力几乎为零,云团无法转动;
适宜的垂直风切变:一般指高空200-850 hpa的环境风差值,两层环境风差值适度,有助于台风的上升气流保持稳定。如果差值过大,就像一个陀螺,如果上下转动速度差异大,陀螺会逐渐倾斜,转动速度会变缓,最终导致台风的强度逐渐减弱。
驱动因素:如果指台风路径的话,主要由500 hpa的副热带高压控制。
二、与往年的台风(山竹)相比,“桦加沙”最不寻常的地方在哪里?
李晴岚:最不寻常的地方是各方面条件搭配都非常有利于台风的发展,而且在登陆广东以前,基本没有经过陆地高山的阻拦,台风能量损耗很小。台风中心经过巴士海峡时,尽管外围擦过菲律宾吕宋岛,但强度只减小一点。
三、 在“桦加沙”来临之前的一两天,大部分地区天气晴朗,风平浪静,这是什么原因?
李晴岚:台风来临前的一两天,台风远处天气受台风外围下沉气流控制。下沉气流会使空气温度升高、湿度降低,抑制云的形成和降水,从而导致天气晴好、酷热。
四、在此次“桦加沙”的预报中,主要依赖哪些观测数据?预报台风的技术挑战有哪些?介绍一下团队与深圳气象局的合作的关于预报台风方面的技术成果?
李晴岚:因为海上直接观测较少,观测数据主要来自气象卫星,海上有海洋浮标,监测海温,气压,海浪等;台风到近海的时候有雷达观测,地面气象站直接观测。
预报台风的技术挑战在于:台风是自然的一个极端天气,样本少,平均一年大约20多个,每年登陆中国的台风6-7个;而其中达到极端强度值、形成强台风、超强台风数更少。而无论是数值预报、统计回归还是人工智能方法,都趋向于预报大气平均状态,极端情况预报效果有限。
我们团队自2011年以来就开始与深圳市气象局合作,主要是针对台风对深圳地区的风雨影响开展研究。研究成果分别开发成台风大风、降雨两个预报模块,纳入深圳市气象局热带气旋综合业务平台,在台风季给预报员提供台风风雨预报参考;
自2019年以来,我们团队与国家气象中心开始业务合作,目前“非线性动力统计与人工智能相结合的台风强度预报技术”已经在国家气象中心得到应用,给预报员提供强度预报参考。未来团队还会不断更新优化模型,进一步提高模型预报性能。此外,我们与国家气象中心合作开发的台风快速增强预报模型也在本次台风过程中试运行,未来会在国家气象中心进行业务转化。
五、从往年的台风事件来看,近年来影响我国的台风是否呈现出一些新特征?(如北上台风增多、超强台风比例增加)
李晴岚:这是很好的一个问题。以往台风在近海的时候,因为海陆下垫面变化,陆地摩擦,台风都会迅速衰减。而近年来台风在近海衰减速度有变小的趋势;另外台风快速增强的个例有增多的趋势;我们的研究也表明,沿海登陆的台风强度呈现出增强的趋势。
六、科普角度:台风的大小、强度由什么决定?与全球气候变化的因素是否有关?其减弱的机制有哪些?
李晴岚:台风强度受海洋热量条件、大气热力条件、垂直风切变、高空辐散条件、环境湿度条件影响;
台风大小,半径,范围受环境季风环流、生成初始条件、海气相互作用、纬度因素、生命周期阶段的影响;
台风是大自然的天气现象,所以受气候变化如海温、空气温度、空气湿度,环境垂直风切变化影响较大。
台风减弱受自身内部结构、海温、环境风切变、陆地摩擦、干空气入侵等影响。
七、社会公众应该如何科学防范台风?
李晴岚:社会公众要及时关注专业部门发布的防台减灾信息,并听从指导,是科学防范台风的合理途径。
八、从防灾的角度,现在政府部门越来越重视科学决策,防台减灾决策背后的科学支撑发挥了多大的作用?
李晴岚:科学支撑的核心在于提升预报精准度。台风灾害预报如果低估,会造成巨大的生命财产损失;如果高估,又会过度防御,造成无谓的损失。只有准确预报出风雨、风暴潮的强度、发生时间,才能为政府的科学决策提供有力支撑。而预报精度的提升,依赖于数值模式、卫星遥感、海洋观测和资料同化技术以及人工智能技术的共同发展。
团队介绍:中国科学院深圳先进技术研究院数字所高性能计算技术研究中心李晴岚研究员团队主要致力于气象大数据研究,领域包括台风风雨的预测和模拟、台风强度预报、数值模式释用及多模式集成预报、ENSO与局地气候的相关性研究、全球和局部气候变化、“回南天”天气精准预报。主持国家自然科学基金、科技部重点研发计划子课题项目、中国科学院人才项目各一项,广东省自然科学基金项目3项,深圳市重点及基础研究项目6项,发表科技论文60余篇,授权发明专利14个,外观设计专利1个;主持横向科研课题20余项。李晴岚研究员荣获2020年中国产学研合作创新(个人)奖,2021年度深圳市科技进步(社会公益类)一等奖(团队排名第一)。
(作者:深圳特区报记者 闻坤)
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