颱風就是夏季的“天氣刺客”。

　　最近，2023年第六號颱風“卡努”賺足了沿海人民的關注度。在一天中連升兩級之後，超強颱風“卡努”的路徑卻依舊撲朔迷離，就連“萌臺”中央氣象臺也在微網志上説：“卡努”真是個讓預報員頭痛的颱風，目前路徑預報不確定性大！

　　事實上，颱風路徑預報本是個世界性難題。現在，我國路徑預報的誤差，已由過去的200公里縮小到70公里，躋身世界先進水準。

　　那麼，颱風路徑究竟是怎麼預測的？預報員為什麼感到太難了？影響颱風路徑的幕後推手又是誰？

　　從“手工”分析到數值預報

　　颱風路徑是模型算出來的

　　遠在赤道附近的洋面，隨著溫度逐漸升高，風與風之間相互碰撞，形成上升氣流，積雨雲不斷發展。其又釋放出大量熱量，使得海面附近的氣壓不斷降低。陸續增大的積雨雲聚整合團，轉化為熱帶氣旋。於是，一場稱之為“颱風”的風暴正在悄然醞釀之中……

　　此後，這個“大傢夥”怎麼走位，到底要去哪兒都會牽動人心。你看到預報説一會兒登陸福建一會兒又改成廣東，似乎變化多端。但實際上，這寥寥幾句的文字描述，都是經過計算出來的。

　　我們到底是如何“未卜先知”的？

　　在浙江省氣象服務中心高級工程師阮小建的電腦上，一個個呈現著白藍相間雲圖的數值天氣預報服務平臺引起了潮新聞記者的注意，一組組有關颱風的數據清晰可見。

　　“目前主流的方法，是通過從世界氣象組織旗下的幾個數值天氣預報中心，在獲取到特定時刻的全球氣象觀測數據後，將氣象數據輸入到數值預報動力天氣學物理模型中，進行計算，推導出未來不同時刻全球三維的大氣環流狀態。”阮小建説，世界氣象組織要求各國氣象部門在每天北京時間8點（世界時0點）和20點（世界時12點），同一時刻開展全球不同地點的立體化氣象觀測，用於全球氣象數據交換。

　　氣象專家一般會將熱帶氣旋中大氣壓最低點作為颱風中心位置（即颱風眼）的標誌性參數，再結合風向、風速等其他參數，從而判定颱風中心位置和未來路徑。

　　當然，在颱風路徑預測上，各國並不統一。

　　目前歐洲、日本、美國等國各有各的模型，我們中國也有自己的數值預報模型。在我們國家還有一種叫颱風路徑整合預報模型更受預報員歡迎，因為它的預報平均誤差更勝一籌——就是在綜合各家意見的基礎上，根據各家前期對預報颱風路徑預測的準確率，配比未來颱風路徑預報權重系數，從而形成一種綜合的颱風路徑預報計算模型。

　　“隨著對天氣形成原理認知提升，衛星、雷達數據的廣泛應用，全球氣象觀測水準和觀測密度不斷提升，以及不斷增強的巨型電腦計算能力，目前，我們對颱風路徑的預測誤差已可以縮小至70千米以內。” 阮小建説。

　　相比如今的數值天氣預報，過去的颱風路徑預報，全憑預報員的個人經驗作出的延伸預報，屬純“手工分析”。

　　“你能想像嗎？最早的時候地面、高空氣象圖都是手繪的！”浙江省氣候中心高級工程師毛燕軍今年56歲，30多年前他剛工作時，颱風沒有名字，還只有編號。當時的氣象技術十分有限，衛星雲圖的圖像要好幾個小時才更新一次，而且照片都需要人工洗出來。

　　“現在，高階氣象衛星能清晰地顯示颱風中心位置、強度，衛星雲圖每半小時或1小時就更新一次，還有各種加密觀測，颱風的預警時間也大幅度提前。”毛燕軍説，各種監測手段，猶如編織了一張“天網”，能把颱風的一舉一動盡收眼底。

　　原來幕後推手是它：

　　這位又愛又恨的“大佬”

　　“你玩過陀螺嗎？”説到颱風的移動，阮小建突然問了潮新聞記者這麼一個問題。在他看來，玩陀螺時，給它一鞭子，它才會向某個方向移動和加速，而當陀螺穩定時，它則大多是停在原地。颱風也是如此。

　　無論是循規蹈矩，還是“魔鬼步伐”，颱風自出生到消亡的生命過程中，有引路的“貴人”、有攔路的“老虎”，也有“隊友”的相愛相殺，最終成就每一個颱風獨一無二的個性。

　　總而言之，受自身結構以及副熱帶高壓、南亞高壓、冷空氣、西風槽系統，以及多氣旋相互作用等外部多種因素相互影響，颱風並不能隨心所欲地走位——這些外部環境因素，正像是抽在颱風身上的“鞭子”。因此，颱風一齣生便是“身不由己”的。

　　“副熱帶高壓可以説是颱風又愛又恨的擺渡人。”阮小建打了個比方。

　　副高是夏季亞太地區大氣環流的主導者之一，南方的一切天氣行動都得聽從它的號令，颱風那麼強，也得聽它的！

　　它邊緣氣流的走向，決定了颱風未來的移動方向。這氣流就像一條奔騰的河流，而颱風就像是在河中行進的船，雖然颱風會因自身的內應力産生朝某個方向移動，但這個動力幾乎可以忽略不計，颱風只會乖乖地聽從副高的調遣，或西行或西北行，亦或是北上轉向。

　　如果副高很穩定，颱風就比較“聽話”。但實際情況往往不是這樣，副高東退、西伸、北抬、南落以及斷裂、合併等，都會相應地影響颱風的走位。因此，在氣象專家看來，要想準確預測颱風移動路徑，報準“副高大佬”的動態是關鍵。

　　拿 “卡努”來説，原以為“瞄準”浙江而來的它，突然就來了個急剎車，偏轉角度北上，移動也變得慢吞吞。究其原因，還是在於處於其北面的副高開始撤退，令原本方向明確的它，一時之間也無比“迷茫”了起來。

　　“目前大陸高壓和太平洋上的副高連成一片，在北方形成高壓壩，但未來受弱冷空氣侵入，高壓壩就此將出現斷裂，於是副高就會向東撤退。這樣，原本一路西行的颱風將進入一處‘三不管’地帶。説到底，再強大的颱風它也就像個孩子，沒有了領路人，它都不知道何去何從了，它放慢腳步，左顧右盼。經過各個天氣系統的一番較量後，最終海上的副熱帶高壓拔得頭籌，又成為了‘卡努’的領路人，‘卡努’就沿著副高的邊緣北上轉向了。”阮小建用一種擬人化的手法，形象描繪出了“卡努”未來幾天的“心路歷程”。

　　在阮小建的印象中，去年對颱風“軒嵐諾”的“V型”路徑的準確預報，就與對副高的精準預報密不可分。

　　前期，“軒嵐諾”受到其北側帶狀副高的影響，“軒嵐諾”穩定西行，當走到台灣以東洋面後，副高斷裂成東西兩段；此時,原先引導它的海上副熱帶高壓減弱東撤，不帶它玩了，於是“軒嵐諾”只好改換門庭，拜了其西側大陸副高的碼頭，聽從它的號令拐彎南下；而之後隨著大陸副高的週期性減弱和海上副高的週期性增強，海上副高重新奪回對“軒嵐諾”的控制權；此後，“軒嵐諾”在海上副高西北側東南氣流的引導下調頭北上轉向，於是走出了一個 “V”型魔鬼步伐。

　　“對‘軒嵐諾’路徑每個細微變化都預報出來了，除了得益於對副高變化的精準預報，也有點好運氣的加持。”阮小建笑著説。

　　AI、超算逐漸落地

　　“天有可測風雲”不再是夢想

　　據公開的資料顯示，2001年之前，我國僅開展颱風48小時預報業務；2003年，我國24小時颱風路徑預測誤差為190公里，約等於台灣海峽北口寬度；2022年，這一誤差已縮減到70公里左右。

　　無論是常規路徑還是奇異路徑，每一個颱風都不可能只受到一個系統的影響。正是在多系統共同作用下，颱風變得行蹤不定、難以捉摸，給預報工作帶來極大挑戰。

　　目前，我國的天氣預報採取統一發佈制度，颱風路徑預報也不例外。而在官方預報之外，社會上AI、超算等諸多科技感滿滿的力量也逐漸加入到颱風路徑預報隊伍中來。

　　AI技術，特別是大模型的發展，其輔助天氣預測的實際應用逐漸落地。

　　上海人工智慧實驗室（上海AI實驗室）基於原創研發的風烏氣象大模型對今年第5號颱風“杜蘇芮”路徑進行預測，實現了準確預報。

　　基於7月21日-7月27日多個起報時刻預報路徑及颱風實際路徑對比，風烏提前24小時誤差值為38.7公里，精確度優於氣象預報國際權威機構歐洲中期氣象預報中心（ECMWF）的54.11公里，美國國家環境預報中心（NCEP）的54.98公里；提前120小時預報數值對比顯示，風烏誤差值為121.4公里，明顯優於ECMWF的293.8公里以及NCEP的826.5公里。

　　據之江實驗室智慧超算研究中心高級研究專員張峻溪介紹，運用傳統方法，通常預報3天的氣象結果，需模擬幾個小時，對未來一天的天氣預報，也需要一兩個小時；而AI參與氣象預測工作後，針對某個特定的預測需求，在計算模型訓練好之後，僅用幾秒鐘就可以完成推理任務。此前，《自然》刊發的一篇論文顯示，氣象AI大模型在單GPU上，僅需要1.4秒就可完成5天的關鍵氣象參量的有效預報。

　　“具體到颱風路徑預測中，AI技術可以極快速地計算出颱風風眼的未來位置，提高預測的時效性。借助超算的算力，AI演算法還可以同時運算幾十上百個集合預報任務，將這些預測任務的結果進行分析歸納，從而提高預測的準確性。”張峻溪説。

　　任何事物都有其發生、壯大及衰亡的過程，颱風也無出其右。人類對天氣的認知正在逐步深化。在阮小建看來，隨著這些AI預測模型的成熟，未來或許同樣有望納入預報的業務化體系中，讓“天有可測風雲”不再是夢想。 

來源：潮新聞    | 撰稿：黃慧仙 方力    | 責編：汪傑菲    審核：張淵

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