台风监测预报预警体系方案 近年来，在全球气候变暖背景下，全球高影响台风事件频发，灾害影响日趋严重。在我国， 以登陆台风为代表的极端天气事件呈明显增多的趋势，登陆台风的平均强度明显增强、强台风 数量明显增多，台风登陆时间更加集中、登陆季节明显缩短。分析了我国台风灾害的特征及台 风监测、预报预警体系的现状和存在的问题，提出了在我国经济社会快速发展时期加强我国台 风监测预报预警体系的对策建议和措施。 我国地处亚洲大陆东南部、太平洋西岸，大陆海岸线长１８ ０００ 多公里，特殊的地理 位置决定了我国台风灾害频繁而严重。在西太平洋沿岸国家，我国是受台风袭击最多的国家， 平均每年有７ 个台风（包括热带风暴、强热带风暴、台风、强台风和超强台风，下同）登陆我 国，沿海各省自南向北均可能受到台风的袭击和影响。台风带来的狂风、暴雨、风暴潮及其他 次生灾害往往给沿海地区带来重大的人员伤亡和财产损失。据统计（１９８８—２０１０ 年）， 我国每年因台风造成的直接经济损失达２８３．７ 亿元人民币、人员死亡数４３１ 人、农作 物受灾面积４ ０７３．８ 万亩（１ 亩≈６６６．６７ ｍ２ ）、倒塌房屋２８．６ 万间 。 近年来，随着全球气候变暖，全球高影响台风事件频发，灾害影响日趋严重。２００５ 年 ８ 月下旬４ 级飓风（ 相当于我国的超强台风） “ 卡特琳娜” （Ｋａｔｒｉｎａ） 席卷美国 南部，至少造成１ ８３３ 人死亡，经济损失高达１ ３３８ 亿美元［２ ］ 。２００８ 年５ 月孟加拉湾特强气旋风暴（ 相当于我国的超强台风） “ 纳尔吉斯” （Ｎａｒｇｉｓ）横扫 缅甸，造成１３８ ３７３ 人死亡或失踪，经济损失高达１００ 亿美元以上 。造成这些重大 灾害的主要原因除了台风太强不可抗拒因素外，对灾害后果的严重程度估计不足、政府应急机 制不健全、应对迟缓、转移疏散不力也是非常重要的方面。 而在我国，以登陆台风为代表的极端天气事件也呈明显增多的趋势，登陆台风的平均强度明显 增强、强台风数量明显增多，台风登陆时间更加集中、登陆季节明显缩短 。由于台风强度不断 增强，其降雨强度也呈增大的趋势，加上经济社会的高速发展对防台风工作的要求越来越高， 台风防御的难度进一步加大，防台风工作面临的形势也变得更加严峻。 2 我国台风灾害的特征 台风破坏力极大，是夏秋季节严重威胁华南和华东沿海及内陆省份的灾害性天气之一。我国的 台风灾害具有登陆台风多、影响范围广、危害程度高、灾害损失重等特征。 １）登陆台风多。西北太平洋和南海平均每年有２７ 个台风生成，且各月均有台风生成，但相 对集中在夏秋之际的７—１０ 月份，这一期间平均每年有１８．８ 个台风生成，占生成总数 的６９．６ ％。每年有７ 个台风登陆我国，最多年份高达１２ 个，每年除了１—３ 月没有 台风登陆我国，其余月份均有台风登陆，登陆时间集中在盛夏初秋的７—９ 月，这一期间平均 每年有５．５ 个台风登陆，占台风登陆总数的７８．５ ％。 ２）影响范围广。我国沿海受台风直接威胁的面积约为４８ 万ｋｍ２ ，涉及８２ 个地级以上 城市，直接影响２．３５ 亿人［５ ］ 。北起辽宁、南至两广和海南的广大沿海地区都可能受 到台风的影响，主要受灾地区为台湾、广东、福建、浙江和海南等，而一些少数近海北上台风， 或登陆浙江、登陆福建后北上的台风对上海、江苏、河北、辽宁等省市也会造成灾害。不仅如 此，除我国西北地区少数几个省（ 区） 外，我国广大的内陆地区也受到深入内陆台风或由此 减弱的热带低压的影响，有时也会产生相当大的灾害，甚至超过沿海地区。 ３）危害程度高。台风作为一种灾害性天气系统，一旦生成并登陆，常伴有狂风、暴雨、巨浪、 狂潮，具有明显的多灾并发特征。如狂风伴随巨浪对船舶造成的损害，风暴潮导致海水漫滩、 冲毁海塘和堤坝，强降水导致农田受淹、城市内涝、交通中断，甚至引发山体滑坡和泥石流等 次生地质灾害。如１９７５ 年８ 月超强台风妮娜（ Ｎｉｎａ） 登陆福建晋江后深入内陆， 其减弱后的系统长时间滞留河南境内造成持续性大暴雨，致使汝河板桥和滚河石漫滩两座大型 水库垮坝、２６ ０００余人死亡、经济损失达１００ 亿元。 ４） ４）灾害损失重。据统计，１９４９—２０１０ 年登陆我国的台风共有４３２ 个，共造成３ ６ １０６ 人死亡，平均每年死亡５８２ 人；台风造成的直接经济损失２０ 世纪９０ 年代年 均１００ 亿元左右，２１ 世纪初年均３００ 亿元左右 。如２００６ 年７ 月强热带风暴“碧 利斯” 登陆后与西南季风云系相互作用，致使华南和江南南部出现历史罕见的持续性强降雨， 导致山洪暴发，江河水位陡涨，塘库暴满，部分城镇被淹，人员伤亡惨重，因灾死亡８４３ 人， 倒塌房屋３９．１０ 万间，直接经济损失达３４８．２９ 亿元 。又如２００６ 年８ 月超强 台风“桑美”袭击浙闽交界地区，给浙闽交界沿海部分地区带来毁灭性破坏，大量进港避风的 渔船损坏沉没，因灾死亡４８３ 人，倒塌房屋１３．７２ 万间，直接经济损失达１９６．５ ８ 亿元［ １］ 。随着台风监测预警技术手段的进步以及政府职能作用在防台抗台中的加强和 充分发挥，我国防抗台风综合能力得到明显提高，台风造成的人员死亡数呈现下降趋势，但台 风造成的直接经济损失却呈较快的上升趋势，２０ 世纪８０ 年代为３０ 亿～４０ 亿元，２ ０ 世纪９０ 年代以来则达１００ 亿元以上。这表明随着我国经济社会的快速发展，台风对我 国经济社会的影响日益加深，特别是在全球变暖为主要特征的气候变化背景下，登陆我国台风 的平均强度有增强的趋势，防抗台风工作仍面临巨 大的困难和挑战。 3 台风监测体系建设 目前我国已基本建成高时空分辨率的台风立体监测体系，我国自主研发的风云系列气象卫星、 多普勒雷达天气观测网、高密度地面自动站、高空探测以及移动观测（移动ＧＰＳ 探空、移动 多普勒雷达、移动风廓线）等能对台风开展全方位的实时观测，为台风业务和科研提供第一手 资料。 3．1 卫星遥感监测 目前，我国台风监测以卫星遥感监测为主体。作为国际上同时拥有静止和极地轨道业务气象卫 星的三个国家之一，我国发射的风云系列气象卫星已成为全球对地观测系统的重要成员，在轨 运行的风云一号Ｄ 星、风云三号Ａ 星和Ｂ 星、风云二号Ｄ 星和Ｅ 星以及在轨备份的风云二 号Ｃ 星和Ｆ 星在台风监测业务中发挥了重要作用，借助风云系列气象卫星和卫星云图分析技 术，不仅可以了解台风的定位定强信息，而且还可以了解台风未来的动态和降雨信息，从而及 时滚动发布有关台风的预警信息。 3．2 天气雷达监测 多普勒天气雷达作为台风监测的一个主要技术手段，以其高时空分辨率、及时准确的遥感探测 能力，在台风监测预警方面成为极为有效的工具。目前我国在沿海地区建设的多普勒雷达监测 网络，不但可以及时掌握台风最新动向，而且还可以借助多普勒雷达观测得到的径向速度的变 化来实时掌握台风强度的变化。另外通过多普勒雷达反演的降雨和风场产品还可以实时监测有 关台风强降雨和强风的发生发展信息，从而为决策服务提供较为真实的台风风雨信息。 3．3 地面自动气象站观测 目前，我国已建成自动气象站４ 万多个，借助于稠密的地面自动气象站网不仅可以采集到 更精确的大风和强降雨数据，而且其实时监测信息还成为台风业务准确定位和台风短时降雨预 报的主要依据。业务实践表明，自动气象站对监测台风路径和登陆时间有关键作用。 此外，ＧＰＳ 探测、风廓线仪等也开始在台风监测中开始应用，而近几年针对登陆台风开 展的移动观测，如移动ＧＰＳ 探空、移动多普勒雷达、移动风廓线、移动自动站等丰富了台风 监测手段，弥补了关键区域监测站点的不足，有效提高了台风的现场观测和预警服务能力。 综上所述，虽然目前我国已初步建成了以气象卫星、多普勒天气雷达、地面自动气象观测 站为基础，对台风进行全方位实时监测的综合探测体系，但台风的监测分析更多的是定性监测 描述，与国际先进水平比较，我国多源资料的融合及定量应用能力仍是十分薄弱，主要表现为 资料质量控制、多源资料融合定量分析及在数值预报模式中的应用还有相当大的差距；而卫星、 雷达、自动站、闪电定位、ＧＰＳ 气象学以及风廓线等探测资料的大量增加，也对现有的通信 网络提出了更高的要求。但是，一些重点流域、沿海地区（包括海岛站）、台风暴雨多发地区尤 其是一些小流域山洪多发区仍然存在观测的盲区，这在一定程度上制约着台风监测的精细化水 平。 4 台风预报预警体系建设 4．1 台风预报体系 台风预报预警有效性和准确率的提高依赖于数值预报技术的发展和改进，我国目前已经建 成了国家级、区域中心和省级台风路径数值预报业务体系，该体系包括全球台风路径预报模式、 区域台风路径预报模式、台风路径集合／集成预报系统以及其他统计动力客观预报模式的发展 和改进，大大提高了我国台风业务的预报预警能力。台风预报路径误差呈现逐年减小的趋势， 其中２４ ｈ 和４８ ｈ 误差较２０ 世纪９０ 年代初减小了５０ ％，７２ ｈ 路径预报准确 率达到２０ 世纪９０ 年代初的４８ ｈ 预报水平。与台风路径预报相比，由于人们对台风结 构和强度变化的复杂性以及海—陆—气相互作用了解甚少，因此各国在台风强度预报方面进展 非常缓慢，业务中广泛应用的还是一些气候持续性方法和统计动力模式，如美国联合台风警报 中心的台风强度统计预报、国家飓风中心的飓风强度统计预报模式和飓风强度统计预报方案等。 虽然各国纷纷研发新一代的动力模式（如ＧＦＤＬ，美国地球流体动力学实验室飓风模式；Ｇ ＦＳ，美国国家环境预报中心全球模式；ＮＯＧＡＰＳ，美国海军全球预报模式；ＵＫＭＥＴ， 英国全球预报模式等） 来改进台风强度业务预报，但效果甚微。 由于观测资料的缺乏以及人们对台风发生发展过程中边界层物理特性、云物理过程等的认 识不足，造成数值预报模式在台风预报过程中常会出现较大的偏差，特别是对台风强度和风雨 分布的预报。目前我国在台风数值模式开发和关键技术等方面与国际先进水平仍有明显的差距， 由于缺乏有效的观测资料，现有模式未根据影响我国台风的天气特点、下垫面特点等来确定物 理过程的处理方法和参数的选取，导致模式物理过程和边界层参数化方案的针对性不强；现有 模式的台风初始场形成技术落后，尤其是卫星、雷达等非常规资料的融合应用能力薄弱，已有 研究成果业务化程度低，且模式分辨率较低。这不仅影响了路径预报的精度，也大大降低了强 度和风雨的预报能力和精细化水平。 正是由于监测手段和技术条件的限制，目前各国台风业务预报虽然取得了长足进步，但和 精细化防台抗灾的需求相比仍有差距，２４ ｈ、４８ ｈ、７２ ｈ、９６ ｈ和１２０ ｈ的台 风路径预报分别存在约１１５ ｋｍ、２００ ｋｍ、３００ ｋｍ、４２０ ｋｍ 和５２０ ｋ ｍ 的误差（见表１），２４ ｈ、４８ ｈ 和７２