瞰前沿 | 如何摸透台风的行踪

人民日报 | 2025年09月06日 12:40:10

原标题：如何摸透台风的行踪（瞰前沿）

　　图①：今年第4号台风“丹娜丝”未来72小时路径概率预报图，2025年7月6日17时—9日17时（北京时）。中国气象局提供

　　图②：台风“丹娜丝”4B静止卫星可见光云图，2025年7月6日17时（北京时）。中国气象局提供

　　图③：为推进临空环境台风探测，科研人员在架设无线数据接收天线。北京理工大学供图

　　图④：中国气象局上海台风研究所台风移动监测车。中国气象局提供

　　网友：前不久，中国科学技术协会发布了2025十大前沿科学问题，“台风路径异常与强度突变”入选。现在正值台风多发季节。我想知道，台风为何会发生路径异常与强度突变？气象云图上的台风漩涡背后，在现实中有哪些待解的密码？

　　编辑：2025年第4号台风“丹娜丝”的行进路径受到很多关注。它一度直扑我国台湾，在浙江近海陡然转向西进，让沿海城市严阵以待。这种路径突变，恰是台风令人捉摸不透的写照。本期我们邀请中国科学院院士、南京大学校长谈哲敏等专家，解析台风为何会走“迷踪”，科学家又如何研究应对。

　　精准预报为何异常困难？

　　难以穿透狂暴风雨进行精细化观测

　　台风路径决定影响区域，强度则决定破坏能量。台风路径与强度的细微偏差，都可能引发灾难性后果。因此，精准预判未来气候条件下的台风风险尤为重要，破解台风的演变密码迫在眉睫。

　　台风为何难以准确预测？关键问题在于，台风是一个在复杂环境中演化的超级系统。台风移动路径和强度受到台风自身结构、大气环流、海洋环境、地形地貌等多种因素共同影响。

　　首先，台风内核如同风暴的“心脏”，其内部结构的突然变化可能导致强度在数小时内骤升或骤降，而现有观测手段难以穿透狂暴风雨，对其内核的对流结构进行高精度、实时的精细化观测。其次，台风生存的环境错综复杂，任何一个环境因素的变化都可能会对台风路径和强度产生重要影响。最后，台风的内核结构与其周围环境之间存在复杂的多尺度相互作用，让精准预报台风变得异常困难。

　　台风异常路径，是相对于常见路径而出现突然偏折的小概率路径事件。1986年第16号台风“韦恩”先后经历了5次显著的路径转变，包括4次180度转向；1991年第19号台风“耐特”则先后经历了5次大角度的转变，包括3次逆时针打转；2001年第16号台风“百合”由我国台湾岛东北方向切入登陆，经西南方向入海，三度急转弯，且出现停滞回旋少动现象。从这3个台风的发展不难看出，预测台风异常变化的路径挑战极大。

　　台风强度有时会在短时间内发生剧烈变化，这种强度突变包括快速加强和快速减弱，一般指24小时内台风中心附近最大风速增加或减小达到甚至超过15米每秒。对此，目前仍没有有效的预测手段。

　　如何完善台风预测？

　　人工智能技术为改进台风预测带来新途径

　　为做好台风预测，气象工作者正构建起天、地、海一体化的“天网”。比如，通过气象卫星和地基雷达捕捉台风涡旋内部云雨结构；借助观测飞机穿越台风，投放下投式探空仪；通过海洋浮标阵列、自主水下航行器持续监测海洋变化，为理解台风和改进预测提供珍贵的资料等。

　　围绕台风演变，气象学家开展了系统的科学研究，探索台风与海洋之间的能量交换机制，揭示不同尺度对流系统影响台风强度和结构的物理机理，理解大尺度环流改变台风轨迹的规律。这些对台风发生、发展物理机制的深入挖掘，为改进预报水平奠定了基础。

　　比如，基于对大气运动物理规律的深刻认识，科学家研发了全球/区域一体化数值预报模式，根据海量观测数据，求解包含复杂物理过程的方程组，生成未来数日的台风路径和强度概率预报；开发集合预报技术，利用计算机进行“多重宇宙推演”，通过微小扰动生成多个可能场景，揭示预报的不确定性范围。

　　人工智能技术的快速发展为改进台风预测带来新途径。从能快速识别关键特征的“小模型”，到能从数据中深度挖掘隐藏关联的“气象大模型”，再到“大模型+数值模式”的强强联合，深度学习技术正多维度赋能台风研究，革新传统预报范式。

　　为解决台风路径异常的业务预报难点，2012年起，国家气象中心发展和完善了基于多集合预报的台风路径集合预报订正方法。2024年国家气象中心建立了新一代的全球台风路径超级集合集成预报技术，该技术方法将天气预报模型与人工智能模型融合，有助于更精准预报台风路径。

　　台风研究未来的目标是什么？

　　有望编织一张愈发细密可靠的“风暴预警网”

　　尽管科技手段日益强大，台风预报，特别是对路径异常与强度突变的精准捕捉，难度依然很大。

　　比如，引导台风移动的天气系统的细微调整，常常令台风突转或停滞；当两个或者多个台风靠近，相互之间牵制的强大力量会使各自路径发生大幅摆动；台风登陆时与地形发生相互作用也会影响其移动路径与强度，受地形抬升作用还容易触发局地特大暴雨。

　　精准预测强度剧烈变化和路径突变，需要深刻理解多尺度物理过程和天气系统之间的复杂相互作用，目前仍然是科研、预报及防灾决策的难点。

　　即便台风路径和强度预报准确了，对台风内部精细结构的认识和准确预测仍然是难以攀登的“高山”。对台风带来的局地狂风、极端暴雨等精准落区和强度的预报，依赖于对台风演变有重要影响的中小尺度物理过程的深刻理解和超高分辨率模拟能力。科学家们为此还需付出更大的努力。

　　值得一提的是，台风常在海洋上“悄然孕育”，近海生成的台风从扰动到命名可能间隔很短，造成预报应对的巨大挑战。台风究竟如何从热带对流云团中“破茧而出”，仍然是学术界公认的难题。

　　在气候变化的背景下，台风未来活动的长期定量预测存在很大不确定性。目前最先进的气候模式对海气反馈、云过程等关键环节的刻画水平有限。面对上述挑战，传统基于“平均状态”的防灾策略已显不足。社会需要更精细化、更智能化的动态预警，更具韧性的基础设施设计，以及更灵活高效的应急响应机制。因而，如何将日益增长的科研认知转化为更精准、更有韧性的防灾决策，仍是艰巨任务。

　　对台风发生、发展的深刻理解与准确预测，是人类认知自然、与之共处的永恒挑战。随着观测网络日益缜密、数值模式日益精进、人工智能日益赋能，我们有望编织一张愈发细密可靠的“风暴预警网”。不久的将来，当台风来临，我们或许能更从容地应对。

　　（作者分别为中国科学院院士、南京大学校长，中央气象台首席预报员，南京大学准聘副教授，本报记者喻思南采访整理）