我国首次对超强台风穿眼探测:为什么?怎么做?

今年第9号台风“苏拉”逼近我国沿海地区。香港特区政府飞行服务队1号上午派出定翼机,前往台风“苏拉”中心,对台风进行“穿眼探测”。

据微博账号@中国气象爱好者,香港此次派出飞机对“苏拉”核心区及风眼进行探测,是我国首次对超强台风进行穿眼探测。

为什么要冒险驾驶飞机穿越超强台风的风眼?穿眼探测对科学研究和防风减灾有何意义?南方+记者采访了台风专家。

为什么要穿眼探测?

能更精确预测台风

台风是一种热带气旋,形成于海洋上的热带地区。

中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室(LTO)研究员彭世球介绍,当海洋表面温度超过26.6摄氏度时,海洋表面的水蒸气开始上升,在一定高度凝结成云团,并释放出巨大的能量(潜热)加热大气,使得大气底层形成一个低气压区,吸引周围携带大量水汽的空气汇聚(辐合)。

向中心汇聚的空气在地球自转偏向力的作用下形成一个涡旋,即热带气旋。热带气旋按其强度从弱到强可分为热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风、强台风和超强台风。

当风速达到51米/秒以上,即16级以上,便称其为超强台风,当前台风“苏拉”便属于超强台风。

随着热带气旋逐步发展、成熟,台风高空中心会出现比较强的下沉气流,表现为一片晴空区。从卫星云图上看,这片区域就像是台风的眼睛,人们因此将其形象地称为“台风眼”。

这里的天气相对“风平浪静”,但围绕台风眼周围的天气则“凶猛”得多,气团高速旋转并伴随雷暴雨,形成“眼壁”,是台风破坏力最强的区域。

“我们对台风的观测,一般始于卫星反演数据。”中山大学大气科学学院副教授陈庭辉介绍,台风在远洋的热带海面上形成,人们很难第一时间精细地了解它的规模、结构等,我们一般利用卫星反演数据进行估算,但卫星反演数据的分辨率相对较低,用它们来预测台风的强度和路径,会有比较大的误差。

不过,不是每个台风都能享受被探测的待遇。一些强度较大、可能对人们造成严重威胁的台风,才会被实施穿眼探测。

穿眼探测是驾驶飞机穿越台风风眼,在台风的关键区域下投无线电探空仪,获取台风内部大气参数和三维结构的第一手数据,包括温度、湿度、气压、风向、风速、降水量等,对台风进行定强(强度)、定尺(尺度)和预测。

彭世球表示,近距离探测并获取这些数据,一方面有助于研究人员进一步了解台风的内部结构及演变机理,另一方面也可以实时将这些资料同化进台风预报模型中,从而对台风强度、路径等做出更精准的预测预报,对沿海地区的防灾减灾工作起到积极作用。

怎么实现穿眼探测?

驾驶飞机从高空投放探空仪

香港天文台指出,雷达图像显示“苏拉”呈现双眼壁结构,并继续以超强台风强度逼近香港,香港部分地区风力已达暴风程度。

在暴风之中完成穿眼探测,具体要怎么做?

“在台风中,风力最大的是对流层底部,中高空的风力相对较弱。”陈庭辉介绍,开展穿眼探测时,一般会由驾驶员驾驶飞机从中高空进入风眼,然后在多个关键区域投下无线电探空仪,又叫下投式探空仪。

探空仪配有各种传感器和定位装置,还会配备无线电通信功能,在台风中测取得三维温度、湿度、气压、风向、风速等数据。

它们最终会落入海中,大部分无法回收,小部分可能被渔民等捡获,可以通过探空仪上的信息来联系回收。但无论回收与否,它们采集的数据都被实时传回后方收集起来。

除了下投式探空仪外,飞机上还可能装有机载探空仪、机载毫米波雷达、机尾多普勒雷达、温湿探头等,以收集更多的台风信息。

我国沿海地区十余年来开始关注这项工作,而美国已开展多年。每年飓风季,美国都会派出“飓风猎人”,驾驶有人飞机来探测台风。尤其是面临一些强度较大的台风,只有有人飞机具备进入台风眼探测的能力。

有人飞机在续航时间、抗压能力等方面都占据优势,但同时也有一定的危险性。在美国历史上,曾多次发生相关飞机遇险的事件。因此,无人机探测目前正在逐步得到应用。

彭世球介绍,我国内地曾多次采用无人机探测台风,在2008年第7号台风“海鸥”、2020年第3号台风“森拉克”时,都曾用无人机收集数据。

“除了用于业务观测和预测,提前做好风险管理,减少灾害影响外,穿眼探测对科学研究也非常珍贵和重要。”陈庭辉表示,目前人类对台风虽然已有一定的认识,但在强度、尺度、结构演变等方面仍存在不少科学上的研究空白。“这次对‘苏拉’进行的穿眼探测数据将有助我们进一步了解台风。”

编辑:江传皙 责任编辑:张燕红
我国首次对超强台风穿眼探测:为什么?怎么做?
南方+ 2023-09-02 00:49

今年第9号台风“苏拉”逼近我国沿海地区。香港特区政府飞行服务队1号上午派出定翼机,前往台风“苏拉”中心,对台风进行“穿眼探测”。

据微博账号@中国气象爱好者,香港此次派出飞机对“苏拉”核心区及风眼进行探测,是我国首次对超强台风进行穿眼探测。

为什么要冒险驾驶飞机穿越超强台风的风眼?穿眼探测对科学研究和防风减灾有何意义?南方+记者采访了台风专家。

为什么要穿眼探测?

能更精确预测台风

台风是一种热带气旋,形成于海洋上的热带地区。

中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室(LTO)研究员彭世球介绍,当海洋表面温度超过26.6摄氏度时,海洋表面的水蒸气开始上升,在一定高度凝结成云团,并释放出巨大的能量(潜热)加热大气,使得大气底层形成一个低气压区,吸引周围携带大量水汽的空气汇聚(辐合)。

向中心汇聚的空气在地球自转偏向力的作用下形成一个涡旋,即热带气旋。热带气旋按其强度从弱到强可分为热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风、强台风和超强台风。

当风速达到51米/秒以上,即16级以上,便称其为超强台风,当前台风“苏拉”便属于超强台风。

随着热带气旋逐步发展、成熟,台风高空中心会出现比较强的下沉气流,表现为一片晴空区。从卫星云图上看,这片区域就像是台风的眼睛,人们因此将其形象地称为“台风眼”。

这里的天气相对“风平浪静”,但围绕台风眼周围的天气则“凶猛”得多,气团高速旋转并伴随雷暴雨,形成“眼壁”,是台风破坏力最强的区域。

“我们对台风的观测,一般始于卫星反演数据。”中山大学大气科学学院副教授陈庭辉介绍,台风在远洋的热带海面上形成,人们很难第一时间精细地了解它的规模、结构等,我们一般利用卫星反演数据进行估算,但卫星反演数据的分辨率相对较低,用它们来预测台风的强度和路径,会有比较大的误差。

不过,不是每个台风都能享受被探测的待遇。一些强度较大、可能对人们造成严重威胁的台风,才会被实施穿眼探测。

穿眼探测是驾驶飞机穿越台风风眼,在台风的关键区域下投无线电探空仪,获取台风内部大气参数和三维结构的第一手数据,包括温度、湿度、气压、风向、风速、降水量等,对台风进行定强(强度)、定尺(尺度)和预测。

彭世球表示,近距离探测并获取这些数据,一方面有助于研究人员进一步了解台风的内部结构及演变机理,另一方面也可以实时将这些资料同化进台风预报模型中,从而对台风强度、路径等做出更精准的预测预报,对沿海地区的防灾减灾工作起到积极作用。

怎么实现穿眼探测?

驾驶飞机从高空投放探空仪

香港天文台指出,雷达图像显示“苏拉”呈现双眼壁结构,并继续以超强台风强度逼近香港,香港部分地区风力已达暴风程度。

在暴风之中完成穿眼探测,具体要怎么做?

“在台风中,风力最大的是对流层底部,中高空的风力相对较弱。”陈庭辉介绍,开展穿眼探测时,一般会由驾驶员驾驶飞机从中高空进入风眼,然后在多个关键区域投下无线电探空仪,又叫下投式探空仪。

探空仪配有各种传感器和定位装置,还会配备无线电通信功能,在台风中测取得三维温度、湿度、气压、风向、风速等数据。

它们最终会落入海中,大部分无法回收,小部分可能被渔民等捡获,可以通过探空仪上的信息来联系回收。但无论回收与否,它们采集的数据都被实时传回后方收集起来。

除了下投式探空仪外,飞机上还可能装有机载探空仪、机载毫米波雷达、机尾多普勒雷达、温湿探头等,以收集更多的台风信息。

我国沿海地区十余年来开始关注这项工作,而美国已开展多年。每年飓风季,美国都会派出“飓风猎人”,驾驶有人飞机来探测台风。尤其是面临一些强度较大的台风,只有有人飞机具备进入台风眼探测的能力。

有人飞机在续航时间、抗压能力等方面都占据优势,但同时也有一定的危险性。在美国历史上,曾多次发生相关飞机遇险的事件。因此,无人机探测目前正在逐步得到应用。

彭世球介绍,我国内地曾多次采用无人机探测台风,在2008年第7号台风“海鸥”、2020年第3号台风“森拉克”时,都曾用无人机收集数据。

“除了用于业务观测和预测,提前做好风险管理,减少灾害影响外,穿眼探测对科学研究也非常珍贵和重要。”陈庭辉表示,目前人类对台风虽然已有一定的认识,但在强度、尺度、结构演变等方面仍存在不少科学上的研究空白。“这次对‘苏拉’进行的穿眼探测数据将有助我们进一步了解台风。”

编辑:江传皙 责任编辑:张燕红