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揭秘“风王”桦加沙:AI如何看穿台风路径,为防灾抢出黄金时间

台风预报已不再是单纯的超级计算,而是人类智慧与人工智能的协同作战,它们正共同织就一张日益精密的风暴预警网。9月24日17

台风预报已不再是单纯的超级计算,而是人类智慧与人工智能的协同作战,它们正共同织就一张日益精密的风暴预警网。

9月24日17时前后,今年第18号台风“桦加沙”在广东阳江海陵岛登陆。这个曾被称作“风王”的庞然大物,在登陆前已经由最大风力17级降至14级,移动路径也由偏北转为偏西,沿着广东中西部海岸线行进。

为什么“桦加沙”会突然“刹车”和“转向”?如何提前看穿它的行踪?这一切背后是一场融合超级计算、卫星遥感与专家智慧的精密“追风”行动。

台风动态:“桦加沙”的实时影响与路径变化

“桦加沙”体型庞大,直径超过1000公里,沿着广东沿海逐步西行,其风雨影响时间较长。 25日6时30分前后,它已在广西北海市沿海再次登陆,登陆时中心附近最大风力有8级(20米/秒)。

广西区气象台已于25日10时30分将台风黄色预警调整为蓝色。预计“桦加沙”将以每小时15-20公里的速度向偏西方向移动,25日下午到傍晚在越南北部沿海登陆,强度逐渐减弱。

尽管强度减弱,但“桦加沙”的环流依然庞大。广东江门川岛镇出现了最大阵风达到17级以上,突破了当地的历史纪录。深圳、江门大部分地区24小时的累计降雨量超过了250毫米。

“刹车”与“转向”:科学解读台风路径变化之谜

为何“风王”在登陆前明显“转向”和“刹车”?广东省气象台首席预报员杨国杰指出,陆地摩擦效应是主要原因之一。

“桦加沙”在广东近岸移动超过10小时,陆地摩擦作用大量消耗其能量。同时,近海海水深度较浅,无法为台风提供足够的能量补充,导致其强度显著减弱。

另一个关键因素是副热带高压和弱冷空气的共同作用。当“桦加沙”到达珠江口时,与副热带高压最为接近,同时北方有弱冷空气南下,两者合力将“桦加沙”向南压,使其移动方向转为偏西。

中国气象局上海台风研究所副所长汤杰表示,近些年登陆我国的强台风个数明显增加,由35%增加到42%,平均强度也有所增强。这一趋势使得精准预测变得更为重要。

传统预测:数值模型与专家经验的完美结合

预测台风路径的核心手段是数值天气预报模型。它依托超级计算机,基于流体力学与热力学方程,计算每个网格点上气压、温度、湿度、风速等要素随时间的变化。

中国气象局广州热带海洋气象研究所副所长周芯玉介绍:“我们利用无人机探空数据,同步应用在广东区域模式的同化试验中,改进了超过72小时的较长预报台风路径时效、降水的精细化预报效果。”

经验丰富的气象预报员在台风预测中同样不可或缺。他们通过对比多模型预报结果、分析一致性,并结合最新观测数据,判断初始场准确性及台风实际结构,不断优化预报结论。

这种传统方法与专家经验的结合,构成了台风预报的第一道防线。

AI革命:人工智能如何改变气象预报格局

近年来,人工智能技术正推动气象预报向更精准、智能的方向发展。香港天文台采用“博采众长”模式,除了参考传统的欧洲中期天气预报中心电脑模式,还融合四种AI模式:中国的“风乌”“伏羲”“盘古”以及欧洲的AI系统。

华为云与深圳市气象局联合打造的“智霁”预报系统已升级至2.0版本。通过增加不同的天气扰动因子,利用模型同步生成31个成员预报结果,形成区域集合预报。

深圳市气象局依托盘古大模型,实现了1km级别的降水预报,这是传统方法难以达到的精度。

在2024年台风“摩羯”预报中,“智霁”模型提供了更精细、误差更小的路径和影响范围预测,为防灾部署提供了关键支撑。

国际视野:全球AI气象模型的突破性进展

全球范围内,各大科技公司都在研发AI天气预测大模型。谷歌旗下DeepMind今年6月宣布向美国气象预报机构提供新升级的AI预测模型GenCast,专门协助预测飓风。

GenCast可提早15天预报风暴的发展,较传统模型提前3至5天,还能预报强度。 在预测热带气旋路径上准确度高,与被视为权威的欧洲中期天气预报中心预报相比,新AI模型在97.2%的情况下表现更优。

微软的天气预测AI模型Aurora在风暴预测方面同样表现优异。以2023年的台风“杜苏芮”为例,Aurora提前四天准确预测了其在菲律宾北部登陆,而当时的官方预测则认为其会在中国台湾地区登陆。

中国科学院海洋研究所李晓峰团队则开发出针对台风快速增强预报的AI模型,将快速增强事件的预报准确率从50%提升至92.3%。

防灾减灾:从预测到防护的全面防御体系

台风离开并不代表工作结束,广东省应急管理厅汛旱风灾害救援处赖先龙表示:“接下来的重心我们会立即从‘防’转向‘救’,全力投入抢险救援和复工复产。”

当前广东重点监测强降雨可能引发的次生灾害。近二十天时间内,广东省连续遭受了台风“塔巴”“米娜”“桦加沙”的接连影响,大部分地区的中小河流积水高,土壤含水量高度饱和,需要重点防范泥石流、山体滑坡、城乡内涝等次生灾害。

香港天文台署理高级科学主任何宇恒认为,若能结合AI预测工具与即时数据平台,可提前发布山泥倾泻、暴雨或海啸预警,减少人员伤亡与基础设施损坏,让“气候智慧型城市”从构想走向落实。

截至25日晚间,广西西部、广东西部和北部、云南东南部等地降雨仍较强,未恢复供电的用户有5.63万个,未恢复的通信基站有3900多个。救援力量正全力抢修,力争以最快速度恢复受灾地区的生产生活秩序。

台风路径预测的不断进步,是数据、模型与人类智慧交织的成果。从太空卫星的俯瞰,到超级计算机的运算,再到预报员的精准研判,尽管“天有不测风云”,但科技的进步正不断缩小预测误差,为防灾减灾争取更宝贵的窗口期。