台风研究中几个关键科学问题
来源:中国气象报社   发布时间:2008-01-14
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  去半个多世纪,全球气象学者围绕热带气旋的演变规律问题,侧重对热带气旋登陆、移动路径、强度变化等问题进行了系统而卓有成效的研究。热带气旋的发生、发展过程中有哪些值得关注的科学问题?伍荣生从大尺度背景场、垂直风切变、海气相互作用以及中尺度对流系统相互作用等角度,以及对全球变暖与热带气旋之间的关联问题近期研究进展作了系统阐述。

  期嘉宾:中国科学院院士

  南京大学教授伍荣生

  采访人:本报记者丁继武

  热带气旋的基本特征

  我国是世界上热带气旋(台风、飓风等的总称)最为严重的国家之一,研究热带气旋对减轻我国风暴灾害具有重要意义。探讨热带气旋的基本特征,进而准确预报热带气旋,一直是大气科学中的重要课题。

  伍荣生说,无论热带气旋对我国所带来的是害还是益,毫无疑问,它们对于人类和社会经济发展都施加着重大的影响,本质上都是高影响事件,显然,热带气旋活动与对社会发展的影响有赖于人类对热带气旋的演变规律的深入认识和把握。

  热带气旋的路径预报

  伍荣生说,对于热带气旋的预报和预警而言,路径预报是基础。只有在路径预报准确的条件下,人们才可能对强风、暴雨和风暴潮发生的地点作出准确的判断,从而采取有效措施趋利避害,减少损失。随着观测手段的改进,观测资料的质量和数量大为改观,资料同化、集合预报技术的应用和数值天气预报模式精度的提高和物理过程的完善,使得热带气旋路径预报的误差在过去10年-20年的时间里大大减小。

  尽管人们在热带气旋路径的预报方面取得了长足进步,但对于防灾减灾而言,还远远不够。热带气旋路径预报的微小偏差,都可能会导致截然不同的风雨灾害。对一些非典型的热带气旋,人们还是很难判断其移动方向,如2006年强热带风暴Bilis登陆后,一直飘飘忽忽,无法确定其移动路径,这也使得风雨的准确预报变得极为困难。要进一步提高热带气旋路径预报的准确率,不仅需要大尺度背景场的信息,还依赖于对热带气旋内部结构的认识,这些都需要开展更多的工作。

  热带气旋的强度变化

  强度是决定热带气旋潜在灾害影响力的重要因子,而要准确判定热带气旋的移动路径,也必须了解其强度变化的情况,因此,热带气旋强度的变化是热带气旋研究中的另一个关键问题。伍荣生说,总的来说,决定热带气旋强度变化的主要因子有环境背景场、热带气旋非对称结构、海洋下垫面情况等。

  垂直风切变对热带气旋强度的影响是一个颇具争论的问题。目前并没有统一的观点。如果垂直风切变不利于热带气旋发展,则其是通过什么机制抑制热带气旋发展?如果在一定范围内,热带气旋可以在垂直风切变环境下发展,则风切变的阈值是多少?热带气旋为何能在这样的风切变下保持强度和发展?这些都需要研究探讨。

  几乎每个热带气旋的结构都存在非对称结构,非对称结构最主要的表现形式为传播的螺旋雨带以及*****效应中的通风流。由于热带气旋形成的早期,非对称流往往十分显著,在非对称流型为气旋式流入或反气旋式流出时,非对称流向轴对称流转换,引起轴对称涡旋的快速加强,对热带气旋的形成和强度变化起重要作用。

  另一个与热带气旋强度密切相关的因子是下垫面海洋的情况。早在上个世纪六十年代,人们就发现热带气旋必须形成于暖湿的洋面上,这才能保证热带气旋发展所需水汽和能量。

  大气海洋之间如何相互作用从而影响到热带气旋强度变化,目前人们还没有清晰的认识。热带气旋这样一个强大涡旋与海洋相互作用,强风在洋面上掀起巨浪,产生飞沫,这些都会从动力学和热力学的角度影响到热带气旋的发展,目前已成为热带气旋研究中的一个重要内容。但由于问题的复杂性以及观测资料的有限性,要清晰阐明海洋对热带气旋发展过程的影响还需假以时日。

  全球变暖与热带气旋活动

  当前,随着人们对未来气候变化趋势的日益关注,全球变暖与热带气旋之间的关联又成为气象学界争论的一个新热点。

  2006年11月,世界气象组织在哥斯达黎加召开会议,专门讨论全球变暖与热带气旋之间的关系。与会学者得出这样的结论:一些年份和地区热带气旋异常并带来巨大损失,并不能确认同全球变暖有关,或者至少没有哪一个热带气旋直接同全球变暖有关;但全球变暖同热带气旋之间存在某些联系,这一点是肯定的。

  伍荣生说,目前,关于热带气旋活动趋势的问题主要有两种观点。一种认为,过去几十年中,热带气旋活动明显增强;而有些学者则认为,热带气旋活动没有明显变化。尽管存在着分歧,但大多数气象学家认同,由于目前的精确气象记录的历史相对比较短暂,不足以作为得出热带气旋长期变化趋势结论的依据。到本世纪中期,也许新增的记录会弥合学术界的分歧,从而得出热带气旋活动长期趋势的一致结论。 (来源于2008年1月14日《中国气象报》作者:丁继武)