新民·科技前沿｜科技打破“捕风”瓶颈，台风预告迈入“精确期间”

【编者的话】

2025年7月，寰球台风数据中心发布双语平台“StormHub”，结束台风信息15分钟级动态更新，符号着我国台风预告厚爱迈入分钟级精确期间。支柱这一打破的，是“空-天-地-海”立体不雅测体系与东谈主工智能的深度交融。

关联词，科技飞跃正濒临惬心变暖催化的“台风悖论”：寰球台风频数减少16%，但强度与灾害反增。2024年“摩羯”“贝碧嘉”接连刷新我国秋台风、上海登陆台风强度记载，极点降水事件频次较30年前激增60%。面对“少而更强”的台风趋势，台风科学家提议“将风抓在指尖，把雨装进算法”。正如上海亚太台风磋议中心主任汤杰所言：“科技韧性与寰球互助是顽抗灾害风险的硬核盾牌。”

（本期话题主理：新民晚报记者 马丹）

地海空天一体化监测，开启与台风的全新对话

1956年，超强台风“温黛”（史称5612台风，也称八一大台风）重创浙江，酿成5000余东谈主遭难——那时的风物预告员只可在台风登陆前3小时发出空泛预警。而今，当咱们2024年面对强台风“贝碧嘉”时，在高精度卫星监测配合高差异数值阵势以及东谈主工智能模子匡助下，预告员们粗略提前2到3天就划出它的可能登陆点，最终台风24小时预告与实况登陆点谬误小于50公里，因而这次创记载强度登陆上海的台风莫得酿成东谈主员获胜伤一火。

这场变革的中枢，是台风磋议科技东谈主员一方面不断创新不雅测工夫，构建地海空天一体化台风监测体系；另外一方面浪漫普及预告模子智力，积极激动数值阵势与东谈主工智能的深度交融。从穿透云层的多源探伤体系到精确灵巧的东谈主工智能模子，东谈主类领有了能与台风更深度对话的全新谈话。

立体不雅测“三维扫描”台风结构

不雅测府上是深远意会热带气旋四肢的基础。当代科技史上，东谈主类对台风的系统性不雅测磋议始于1831年。彼时，好意思国风物学家瑞德菲尔德（William Redfield）依据不雅测府上，初次计算飓风是环绕一个中心旋转形成的宏大风暴，由此揭开了东谈主类科学领略台风的序幕。（编者注：台风和飓风有一个共同的名字：热带气旋。由于“产地”不同，被冠以不同的名称。在北半球，东太平洋和大泰西海域上生成的风力达到12级的热带气旋称之为飓风，而西太平洋海域则称之为台风。）48年后的1879年，位于中国上海的徐家汇不雅象台奏效捕捉到台风过境时典型的“漏斗型”气压骤降征象。时任徐家汇不雅象台台长能恩斯（Marc Dechvrens）等东谈主凭借这一要道不雅测，以惊东谈主的思象力手绘出东谈主类历史上第一张台风结构暗示图。1881年，上海徐家汇不雅象台发出中国首个台风警报时，宣道士们依靠的是单站不雅测和个东谈主教训。

1879年，位于中国上海的徐家汇不雅象台奏效捕捉到台风过境时典型的“漏斗型”气压骤降征象。时任徐家汇不雅象台台长能恩斯（Marc Dechvrens）等东谈主凭借这一要道不雅测，以惊东谈主的思象力手绘出东谈主类历史上第一张台风结构暗示图。

连年来，越来越多的新式工夫技能被正常应用于台风不雅测，包括各式静止和极轨卫星、新式无东谈主机、大型火箭与智能船舶、各式光学和微波雷达皆在台风不雅测锻真金不怕火中的创新应用。这些工夫共同结束了从界限层到对流层顶，从台风外围到内核深处的台风全场合三维立体不雅测，极大地普及了东谈主们对台风动态掌抓智力。

在繁密台风不雅测技能中，卫星是中枢的技能之一。1960年，寰球首颗奏效运行的风物卫星TIROS-1初次传回可用云图，打破了风物不雅测对大地站点的依赖，极大普及了台风旅途预测的时效和空间笼罩。

风浪3号卫星

连年来，越来越多先进的星载传感器成为东谈主类“穿透云层看台风”的显微镜，台风预告员们能精确赢得台风里面温度、湿度、降水和海面风场等要道信息。风浪三号G星上的微波发射计像灵敏的“顺风耳”，通过地球微波发射反演海面风速与降水强度；微波散射计（如风浪三号E星）则如主动“探伤雷达”，分析回波精确测量风速风向；合成孔径雷达（SAR，搭载在我国高分系列卫星）则以米级差异率归附台风风场等结构，被誉为高精度“CT扫描仪”。

与此同期，小卫星群异军突起，创新应用导航卫星反射信号，高频次、全天候捕捉台风，配合风浪系列及海洋系列卫星等对台风进行的及时高精度不雅测，极大地激动了我国乃至寰球关于海上台风的监测智力。

在这一趋势下，中国风物局上海台风磋议所研发了“星载主被迫微波协同的台风风圈识别系统”，交融多源卫星不雅测，创新提议多层级台风风圈定量提真金不怕火算法。在2021年“烟花”台风实战中，该工夫剖析了台风全人命周期的尺寸变化，精确发现”烟花“台风在登陆前阶段有尺寸迅速增大的征象，为预告员提供了科学定量的一手参考信息，匡助为航运、保障、救急处罚等限制提供坚实科技支柱，磋议算法已经应用于包括国度风物中心在内的各个台风业务奇迹部门。

飞机不雅测进一步弥补了传统高空风物不雅测的空缺。无东谈主机不仅像探空气球雷同获胜不雅测多种风物因素，更因活泼灵活，能抵达极点环境或渺无东谈主迹的区域始终功课。

2020年，中国风物局通过组织“海燕筹办”应用大型无东谈主机下投探空仪和毫米波雷达，对畴昔的台风“森拉克”外围云系进行立体扫描。

2024年9月，“海燕”无东谈主机再次在南海开展台风不雅测锻真金不怕火。无东谈主机搭载录像头还可赢得台风里面疏淡影像府上，为科学磋议提供独有视角。同庚，中国风物局上海台风磋议所与香港天文台初次在南海针对台风“潭好意思”张开双有东谈主机不雅测，结束了我国南海台风科学锻真金不怕火的打破。

“海燕”无东谈主机

大气界限层是对流层中受大地影响最获胜、最利害的区域。比拟传统风廓线雷达，多普勒激光雷达以及出动相控阵雷达具备更高时空差异率、更强抗干扰智力及便携易贵重等上风。依托国内激光雷达、相控阵雷达企业和科研院所支柱，我国的台风不雅测团队屡次组建以多普勒激光雷达和相控阵雷达为主要主干的台风高精度不雅测网，形成十米级差异率台风精细不雅测网罗，结束及时动态跟踪。

中国风物局上海台风磋议所与香港天文台初次在南海针对台风“潭好意思”张开双有东谈主机不雅测

台风预告精度不断普及

府上同化工夫被誉为“贯穿不雅测与模拟的桥梁”。通过将卫星、雷达、无东谈主机、大地不雅测站等多源不雅测数据与数值天气预告模子及时交融，府上同化灵验填补了不雅测时空空缺，极大普及了大气启动场精度。四维变分同化（4D-Var）、连接卡尔曼滤波（EnKF）等先进同化法子，已能高效应用寰球卫星云图、三维风场、海面温度及台风里面结构等要道府上，为台风旅途和强度预告奠定坚实基础。中国风物局上海台风所等机构已结束多源不雅测数据的集成同化，并与区域高差异率数值阵势深度耦合，权贵普及台风旅途和强度的预告准确率。

火箭飞入台风不雅测

与此同期，数值预告阵势正向更高差异率、更复杂物理经过快速迭代。新一代寰球及区域数值阵势（如GRAPES等），不仅能紧密模拟台风生成、发展、出动、沉沦的全经过，还能准确归附台风眼墙、雨带等细节结构。物理经过参数化、云微物理、多表率耦合等创新工夫的应用，使阵势在极点天气下阐扬日益传神。在超等计较机的匡助下，台风模拟已可结束准及时、精细化运行。2016年，“中国智造”的GRAPES寰球预告系统厚爱插足业务运行，符号着我国数值阵势步入寰宇先进行列。

东谈主工智能引颈预告智能化

跟着东谈主工智能工夫的迅速突出，台风限制正掀翻新一轮科技翻新。深度学习、大模子等AI工夫在台风监测与预告中持续打破，极大普及了预告的智能化与精确化水平。包括风乌、伏羲，盘古等知名AI模子最初通过深度挖掘海量不雅测数据、卫星雷达不雅测等多源数据中的复杂法例，结束对台风旅途和强度等要道因素的快速、智能预测。举例，基于深度学习的AI模子可在数秒内给出台风翌日旅途概率散播，也不错在几分钟内给出长达10天的台风旅途预告，为救急反馈争取宝贵期间。更值得关心的是，东谈主工智能工夫不仅提高了短期旅途预告精度，还能挖掘台风生成与演变的惬心配景信号，激动季节与年际变化的预测。现时，国内多家单元已将AI算法与传统数值阵势深度耦合，构建新一代台风预告系统，在本年屡次台风实战与极点天气防控中展现出极强的智能预警智力。

中国科研东谈主员已提议将机器学习模子与物理阵势相交融的新一代台风预告框架，将风物AI大模子的台风旅途预告上风和高差异率数值天气预告阵势的台风强度和结构预告上风并吞起来，个例锻真金不怕火自满台风强度和结构预告的灵验时效有望延迟至7天以上。此外，AI工夫已应用于基于遥感不雅测的台风结构反演、台风阵势物理经过参数化决策发展、台风特征量单项预告等诸多磋议中，显露了相较传统线性统计法子在普及精度方面的彰着上风。

风物防灾需要海外合作

跟着以卫星为代表的不雅测技能和以东谈主工智能模子为代表的预告技能越来越丰富，台风科学家们领有前所未有丰富的风物数据，为防台减灾带来了更好的契机，然而海量数据和进犯精确的预告时效带来了极大的挑战。

另一方面，不同于其他风物灾害，台风从生成到沉沦不时资历多个国度，是一个高度需要海外互助的风物灾害。如安在防台减灾限制内打造和践行“东谈主类气运共同体”，已经成为当务之急。位于上海临港的亚太台风磋议中心，收拢历史机遇，充分阐明海外组织下属海外科研平台上风，推出“寰球台风数据中心”，为寰球台风磋议东谈主员提供数据和算法支柱。

翌日瞻望：迈向“主动防护”新期间

跟着东谈主工智能与风物科学的持续交融，台风监测预告必将愈加聪惠高效，为防灾减灾和社会经济发展提供坚实的科技保障。与此同期，寰球台风的监测、预告和奇迹智力对远洋航运、海上牧场、动力等经济社会四肢越来越枢纽，全社会对台风科研东谈主员提议了新的问题：能否将台风预告和东谈主工侵略台风工夫的发展相并吞，普及东谈主类对台风的违害就利反馈智力？这一问题，正再行受到中外学者的共同关心，现时日本等国度已经脱手磋议科研攻关。对这一类问题的探索，能否给台风科技带来颠覆性的变革，额外值得进一步探讨，也将成为亚太台风中心翌日深度探索的见解。跟着量子计较、东谈主工智能等工夫的融入，台风防护正在插足新阶段，一场静暗暗的工夫翻新正在防台减灾限制内发生。

这场科技翻新不仅将普及东谈主类对台风防护智力，更可能转换东谈主类与台风的联系。东谈主们从被迫应答到主动防护，从教训定性判断到数据定量决策，科技创新正在将台风这个“海洋猛兽”飘浮为可预测、可防护的当然征象甚而可截至、可应用的当然资源。为了这照旧营，亚太台风中心将以“固然咱们不成作念到百分百的准确,但咱们将尽百分百的勤劳”的理念，积极开展多学科交叉和海外合作磋议，打造修复寰宇级的台风科技和东谈主才高地，在台风这么的紧要风物灾害防护限制领衔修复东谈主类气运共同体。

本文作家：上海亚太台风磋议中心主任 汤杰