编者按
今年9月,第18号台风“桦加沙”持续增强,台风所外场观测团队赶赴海南琼海,协同香港天文台开展同一天双有人飞机四航次同时进入台风观测试验。
这不仅是一次科学试验,更是台风所五年来深化改革、锐意创新的缩影。今天,就让我们看看台风所的那些核心科研成果与创新实践吧。
台风野外观测青年突击队
🌪️ 台风外场科学试验进展
✔️依托中国气象局华东登陆台风野外科学试验基地,构建 “一站多点” 登陆台风探测网,联合沿海省市气象局建立多个观测基地与联合实验室,先后建立亚太台风中心(大陈)野外科学试验基地和亚太台风中心(南海)野外科学试验基地。
✔️打造 “地 — 海 — 空 — 天” 一体化近海台风立体协同观测体系,完成多款无人机、有人机、无人艇等新型观测平台的适应性改装,成为国内最早建立空基台风外场观测平台的单位。
五年来,成功对 “烟花”“梅花”“潭美” 等8个台风开展探测试验,其中2024 年与香港天文台联合开展的双有人飞机观测试验,为历史首次在南海同一空域两架有人机对台风进行联合观测,编写出版专著《中国台风外场观测科学试验》,牵头制定《台风观测试验实施方案(2025—2027 年)》。
✔️在台风观测技术研发上取得原创成果,发展极端天气下观测数据质控技术,提升了激光测风雷达、微波辐射计等设备的观测准确性,相关研究为台风实时监测提供了有力技术支持。
台风所联合香港天文台成功开展针对台风“潭美”的有人飞机双机进入台风观测试验
🎯 台风领域前沿理论研究实现多项新突破
✔️在台风精细结构认知上,证实台风边界层存在多个滚涡现象,量化其对湍流通量的影响,首次发现台风登陆超大城市中心区域的独特 C 型风廓线结构。
✔️揭示台风内外雨带降水微物理特征差异,明确高降水率样本的集中区域,为降水预报提供新依据。
✔️在台风演变机制研究中,阐明高空冷涡对台风生成的影响,揭示双眼墙形成的非线性相互作用机制,明确台风内核尺度与登陆降水的关系,发现台风中心前侧海表降温的增强现象及不同海域影响机制。
✔️在可预报性研究方面,提出台风生成集合预报客观检验标准,揭示台风路径预报误差特征及发展趋势,预计 2035 年前后将达到当前观测能力下的预报极限。
✔️“登陆台风降水微物理特征新认识与参数化方案改进”获“2020—2024年暴雨科技重大进展”,“登陆台风非对称降水演变观测与预报研究”获中国气象局2023年度科技成果评价“良好”。
📈台风监测预报预警和灾害风险评估技术持续升级
✔️开拓台风观测 — 预报业务一体化新技术,制定完整工作流程,搭建 CNOP 台风目标观测敏感区识别系统,成功开展台风“格美”观测-预报一体化试验,有效提升路径和强度预报精度。
✔️研发弱台风定位方法和强度估测算法,构建我国首套西北太平洋长时序台风尺度精细结构数据集,累计下载超 5000 次。
✔️在风险识别技术上,发展百米级风场快速降尺度模型,研发自主知识产权的台风风场和降水参数化模型,填补我国台风大风概率预报业务空白,实现台风暴雨内涝全过程高精度模拟,构建长时序中国登陆台风潜在风险指数数据集。
✔️研制“致灾台风风险识别关键技术示范平台”,在气象、应急、电力、保险等多领域推广应用,成果获中国气象局2024年度科技成果评价优秀。
🔬数值模式台风预报和应用关键技术取得重要突破
✔️建立适用于台风预报的三维湍流参数化方案,融入动力影响因子改进云微物理参数化方案,研发我国首套适用于台风预报的尺度自适应物理过程软件包(SAPP),入选科技部“重大自然灾害防控与公共安全”重点专项中期评估“重大科技成果”。
✔️构建新一代上海区域数值预报业务体系,包含快速更新同化系统等多时空尺度精细化数值预报系统,产品在全国多省市气象部门共享,支撑重大活动气象保障和行业专业服务。
✔️基于影响的无缝隙台风预报体系,可实时提供台风生成、路径、强度、风雨、灾害等要素的全链条预报与评估产品。该体系中的台风大风风场和风圈预报技术,以及台风定位、定强、风圈监测技术已在国家气象中心台风与海洋气象预报中心业务试运行。
无缝隙热带气旋信息平台-基于影响的预报系统
✔️上海台风集合预报系统(SWARMS-EN),2020年实现国家级业务准入,2024年完成业务升级,空间分辨率从27公里跃升至9公里,预报时效从72小时提升至120小时,强度预报性能在集合预报系统中性能最优,可提供“台风来的概率”等概率化预测,增强政府应急决策科学性。
上海台风集合预报系统(SWARMS-EN)预报的2024年台风“贝碧嘉”未来120h路径袭击概率
📊台风数据资源建设与共享能力不断增强
✔️扩充台风资料整编要素,新增台风风圈、亚太地区热带气旋登陆信息,构建亚太地区登陆热带气旋数据集,升级台风检索和年鉴整编技术,建立全球热带气旋实时预报数据库,发布“全球热带气旋预报与检验” 网站,将预报检验范围拓展至全球。
✔️牵头制定上海市地方标准《影响和登陆上海的热带气旋》。全球台风数据中心(I 期)上线,推出双语版 “StormHub”,初步具备西北太平洋及北印度洋热带气旋监测和数据服务能力,提升了全球台风数据共享开放水平。
🌐国际合作与交流成效显著
✔️台风所与全球多个国家和地区的科研业务机构开展深度合作,牵头组织实施 WMO 登陆台风预报示范项目、亚太近海台风强度变化科学试验等国际合作项目,发起亚太重点区域台风观测科学试验。
✔️主办国际学术期刊Tropical Cyclone Research and Review (TCRR),2025年影响因子4.1,首次进入《期刊引证报告》(Journal Citation Reports,JCR) Q2 分区,并因一年内学术影响力显著提升而荣获出版方颁发的“优秀进步奖”(Great Progress Award)。
✔️委派专家在国际组织任职,牵头制定ESCAP/WMO台风委员会战略计划,承办台风委员会第19届综合研讨会等国际学术会议和高端论坛、联合国内外专家共同发出加强台风领域科技合作的《上海倡议》和《海口倡议》。
✔️2021年成立亚太台风研究中心,依托该中心,进一步推动人工智能、观测试验等新技术在全球台风防灾减灾中的应用,显著提升我国在国际台风领域的话语权和影响力。
面向未来,台风所将持续聚焦世界台风科技前沿,深化新技术与台风研究的融合应用,加快全球台风数据中心建设,打造具有全球影响力的台风科技创新策源地。
风起之时,使命在肩。台风所将继续坚守气象防灾减灾第一道防线,为经济社会高质量发展提供更坚实、智能、可靠的气象支撑。
策划:唐碧
作者:于桐 张嘉赫
编辑:于桐 张艺博 丁继武