今年的台风：我变少了，但是变强了
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是因为今年的台风变多了吗？非也。
实际上，今年1~8月，西北太平洋上累计生成的台风数量（12个）甚至是登陆我国的台风数量（5个）较历史同期相比均是偏少的！
1949-2019年1~8月平均生成的台风个数是14.39个（图片来源：中国气象报社）
但是今年的台风威力极强，给我国防台减灾带来了巨大的压力。这是为什么？今后台风会越来越强吗？
今年这些个给我们留下深刻印象的台风
人们之所以会产生“台风变多”的主观感受，是因为今年台风“显眼包”的比例高。我们来盘点一下今年出现在热搜里的台风。
截至目前，西北太平洋上已生成台风的活动路径（图片来源：中央气象台台风网）
7月14日，第4号台风“泰利”在菲律宾附近生成后一路向西北行进，分别于7月17日、18日先后强势登陆广东、广西两省，成为今年首个登陆我国的台风，也是今年首个对我国产生强烈影响的台风，打响了福建、海南、广东、广西、香港以及澳门等多省和地区的第一场台风“防御战”。
7月21日，体态庞大的第5号台风“杜苏芮”在西北太平洋洋面生成，其云系延伸范围之广，风场覆盖范围之大，在距离我国厦门还有三百多公里时，我国东南沿海多地就已经感受到其强力大风的威胁和压迫。“杜苏芮”于7月28日以超强台风强度登陆我国福建，是有历史记录以来登陆福建第二强的台风，给福建、广东、浙江和江西四省造成了强破坏性的风雨灾害。
登陆后“杜苏芮”并没有迅速消亡，其残余环流深入内陆。由于一路地形摩擦的损耗和其北侧副高的阻拦，它在华北地区放慢了角度。“杜苏芮”本身巨大的环流使其成为了一个强力的 “水汽搬运工”，在地形、大气环流等因素的共同作用下，给京津冀地区带去了突破历史记录的极端强降水，成为本世纪影响最严重的台风之一。
8月1日，北京市门头沟区因暴雨向永定河泄洪。（图片来源：澎湃新闻，邓佳/摄）
在这次长时间的华北强降水过程中，疯狂倾倒的大雨除了有“杜苏芮”的搬运， 还有6号台风“卡奴”——这辆“巨型水车”及时从太平洋带去了水汽补给。6号台风“卡奴”寿命奇长，路径诡异，令数值模式无可奈何，业务人员直呼头疼。其整体走势扑朔迷离，多地民众诚惶诚恐，让业务人员多次“再探再报”。最终“卡奴”两次急转弯，在中日韩三国之间走出了一个“Z”字形的魔性走位，对中国东北、华北地区、日本、韩国、朝鲜甚至俄罗斯产生了严重影响。
（左图）2023年7月31号18时，全球数十个台风路径预报模式对台风“卡奴”路径的预报结果存在巨大的不确定（图片来源：NOAA），（右图）台风“卡努”的最终路径（图片来源：中央气象台台风网）。
在卡努转向期间，第8号台风“兰恩”也不甘示弱，其一路漂洋过海，聚集能量，成为继“杜苏芮”“卡奴”之后的又一超强台风。“兰恩”两度登陆日本，刷新了日本多个地区24小时的降水记录。
第9号台风“苏拉”于8月24日在菲律宾以东洋面上生成。与前几位“大型”选手相比，台风“苏拉”结构小巧紧凑，但同样是一个超强台风。小体型使其受环流影响复杂，路径诡异，走出了一个反向的“6”字形。当它迫近珠三角沿岸时，陆地摩擦的影响都无法破坏其近乎“完美”的台风眼结构。9月1日上午，香港天文台派出定翼机勇闯“苏拉”眼内进行实时观测，看到了“苏拉”台风清晰可见的风眼结构。面对“苏拉”的威胁，香港特区发布了最高等级的热带气旋警告信号“十号风球”。
香港天文台利用飞机探测采集台风“苏拉”有关气象数据
（图片来源：香港特别行政区保安局 ）
就在台风“苏拉”影响期间，西北太平洋上“苏拉”、“达维”和“海葵”形成今年首次“三台共舞”。9月2日夜间，第11号台风“海葵”由台风级别加强为强台风级别，中国气象局派出海燕号大型无人机，对“海葵”开展南海台风机动观察作业。“海葵”于9月5日登陆我国，在季风和冷空气的共同影响下，“海葵”雨带的“列车效应”给广东、香港带来了百年不遇的世纪暴雨，香港天文台发出了最高级别的黑色暴雨警告！
2023年9月2日夜间，海燕号Ⅰ型高空大型无人机从海南省琼海市博鳌国家级机动气象观测基地起飞，开展南海台风机动观测作业。 （图片来源：中国气象局气象探测中心）
在今年1~8月已生成的12个台风中，“玛娃”、“杜苏芮”、“卡奴”、“兰恩”、“苏拉”、“海葵”均达到了超强台风的级别，并对东亚地区产生了严重影响。
为什么今年的台风威力巨大呢？在了解这个问题之前，我们首先要明白台风的本质是什么、影响台风活动的可能原因又是什么。
台风：我和大气、海洋环境密切相关
台风通常形成于赤道地区的温暖洋面上，在那里存在一个孕育台风胚胎的摇篮——赤道辐合带。在赤道辐合带中有许多活跃的对流单体，在卫星云图上呈现为一条多云系分布的云带，全球70%以上的台风都诞生于赤道辐合带中。
由南北半球哈德莱环流低层的东南信风（蓝色箭头）和东北信风（绿色箭头）辐合而成的赤道辐合带（橙色椭圆），卫星云图下热带辐合带的特征为多云系分布。（图片来源：WEATHER UPDATE TODAY PH）
当多个对流单体在辐合气流的作用下能够围绕同一中轴线发生旋转，离散的对流就能聚集，最终形成台风。因此，当大气和海洋条件越有利于对流的发展时，对流单体形成台风的概率越高，台风生成的数量也会随之增多。有利于对流发展的条件有：温暖的海面、湿润的大气、大小合适的风速等等。
台风生成过程示意图，从右向左看~（图片来源：aristo，本文作者汉化）
探究影响台风的生成和增强的本质都是探究对台风环流中对流的发生和发展的影响程度。气象学家分别用两个指数来估计台风生成的数量和可能达到的最大强度：GPI（Genesis Potential Index）和MPI （Maximum Potential Index）。
GPI指数主要估计了低层大气的旋转程度、高低层风速差异、垂直速度、海洋热能以及大气中层水汽含量的综合情况，来判断某个区域台风生成的数量。MPI指数主要估计了海-气热力学能量的交换效率、台风中对流发展所能释放的能量等综合情况，来估计一个台风在某个区域上能够达到的最大强度。
综上所述，台风的生成与发展和大气、海洋环境密切相关。如果要对未来台风的生成数量和强度进行预测，都需要先借助数值模式等方法计算出未来海洋和大气中的热、动力情况，然后再通过GPI和MPI指数的大小进行相应的预测。
台风威力增加，可能是厄尔尼诺的锅？
2023年7月4日，世界气象组织宣布：根据来自海洋和大气观测的综合结果显示，热带太平洋地区7年来首次出现形成厄尔尼诺现象的条件。厄尔尼诺现象的出现不仅会引发全球气温飙升，更会带来具有破坏性的异常天气和气候型态。
厄尔尼诺的出现主要是由于赤道地区低层的东南/东北信风减弱，导致赤道西太平洋海温异常变冷而赤道中、东太平洋海温异常升高。海温的变化同时又引起了大气环流变化：在原本上升气流主导的赤道西太平洋出现了异常的下沉运动，在原本下沉气流主导的赤道东太平洋出现了异常的上升运动等。
正常气候态（左图）和厄尔尼诺事件期间（右图），热带太平洋上异常海温分布和纬向大气环流。（图片来源：NOAA）
因此厄尔尼诺现象的出现意味着赤道地区的大气和海洋系统出现了偏离正常模态的异常现象，这必然将影响各个与台风密切相关的环境因子，从而影响台风的生成数量、发展强度等等。
当典型的强厄尔尼诺现象出现时，赤道东太平洋异常显著增暖而赤道西太平洋异常显著偏冷，由于西北太平洋地区海温降低以及上升运动减弱，对流活动受到抑制，在这种情况下赤道西太平洋地区台风生成数量偏少，且生成位置偏东偏南。
等等，台风的生成位置偏东偏南，那不是离我国更远了吗，为什么还会带来巨大影响呢？
西北太平洋上台风在厄尔尼诺发展阶段（红色）和衰退阶段（蓝色）的强度（实心表示超强台风，空心表示非超强台风）和生命周期（大圆表示长生命周期，小圆表示短生命周期）的情况。（图片来源：Kim et al. 2019）
答案是：正因为生成位置偏东，因此这些沿着副高南侧东风气流西行的台风可以在长途跋涉的过程中不断汲取来自海洋的热量和水汽，在到东亚沿海地区前发展为强台风甚至超强台风，一旦登陆将给东亚国家带来巨大的社会经济财产损失和人员伤亡。因此虽然台风生成数量变少且生成位置离东亚沿岸地区更远，但这并不意味着它带来的威胁就会随之降低。
数值模式模拟结果: 在东部型厄尔尼诺（红线）、中部型厄尔尼诺（橙线）、正常气候态（灰线）和拉尼娜（蓝线）情况下，不同等级的台风生成的数量（cat1-5表示由弱到强）。在厄尔尼诺情况下，强台风数量明显增大。（图片来源：Patricola et al. 2018）
2015年~2016年是有观测纪录以来的第三次强厄尔尼诺事件。2015年为厄尔尼诺发展前期，该年西北太平洋上命名的21个台风中，达到超强台风强度的高达13个。
根据中国科学院大气物理研究所最新的厄尔尼诺集合预测系统和国际气候与社会研究所的预测结果，2023年极有可能出现中等强度甚至更强的厄尔尼诺事件。这在一定程度上可以解释为何今年的台风虽然个数不多但超强台风比例高的现象。
国际气候与社会研究所对今年厄尔尼诺现象出现可能性的预测结果（图片来源：国际气候与社会研究所IRI）
而随着对厄尔尼诺研究的深入，气象学家发现厄尔尼诺对台风的影响并不简单，需要综合考虑厄尔尼诺现象的强弱、类型、季节以及发展阶段。
根据厄尔尼诺海温异常增暖的位置，厄尔尼诺现象被分为了两种主要类型：东部型和中部型。这两种厄尔尼诺现象对台风的影响有明显差异，并且在厄尔尼诺发展期和衰替期对台风的影响也不相同。就算是在同一年中，同一厄尔尼诺现象对夏季（6、7和8月）和秋季（9、10和11月）的台风的影响也有所差异。
（左图）东部型厄尔尼诺（即典型厄尔尼诺），异常增暖区域位于赤道东太平洋；（右图）中部型厄尔尼诺，异常增暖区域位于赤道太平洋中部。（图片来源：Ashok and Yamagata, 2009）
目前，气象机构对厄尔尼诺现象本身的预测尚且存在较大的不确定性，如要在此基础上进一步预测厄尔尼诺对台风的影响更是绝非易事。但通过研判是否发生厄尔尼诺现象来估计台风活动的定性变化仍然具有一定的预测意义。
全球变暖，台风登陆之前威力升级
今年，一篇发表在《自然通讯》期刊上的最新研究指出，全球台风在近海区域突然增强的上升趋势十分显著。
在1980-2020年间所有靠近大陆的台风中，每24小时增强约15m/s的台风个数从上个世纪80年代初期的30个每年上升到2010年的50个每年，每24小时增强约23m/s的台风个数则从5个每年上升到15个每年。并且统计结果显示，最迅速的快速增强的上升趋势都发生在近海区域。该研究工作通过数值模式模拟进一步指出，人为温室气体的排放所造成的全球被暖或许是导致近海环境更有利于台风活动和发展的重要原因。
历年台风在近海区域400km范围内发生快速增强的比例（图片来源：Li et al. 2023）
在中国气象局发布的热带气旋等级国家标准中，热带气旋根据近中心最大持续风速被分为了由弱到强的6个等级，分别是：热带低压（10.8-17.1m/s）、热带风暴（17.2-24.4m/s）、强热带风暴（24.5-32.6m/s）、台风（32.7-41.4m/s）、强台风（41.5-50.9m/s）和超强台风（≥51.0m/s）。每个级别之间风速差异最大也不过8.7m/s，这说明靠近陆地的台风越来越有可能在登陆前一下子“升级”两个等级及以上。
另有统计数据表明，全球在登陆时具有超强台风等级的台风个数从1982年到2020年几乎翻了一番。这种突如其来增强的台风往往将人们打个措手不及（预判台风威力要给它量“三围”），给防台减灾的工作部署带来巨大的挑战。
自1880年以来世界海洋的平均表面温度的变化情况。该图使用 1971 年至 2000 年的平均值作为描述变化的基准线。（图片来源：NOAA）
结语
2023年7月27日，联合国秘书长古特雷斯发言称，全球变暖时代已经结束，全球沸腾时代已经到来。
在目前全球变暖和厄尔尼诺现象的叠加影响下，台风这一造成极端自然灾害的天气系统也悄然以一种极具“攻击性”的姿态走入越来越多群众的视野中。我国是全球少数几个受台风影响最严重的国家之一，任何一次极端的台风灾害给我国带来的社会损失都令人触目惊心，未来对台风活动的预测和防御必将是我国适应气候变化的重要课题之一。
参考资料：
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[11] Wang, S., & Toumi, R. (2022). More tropical cyclones are striking coasts with major intensities at landfall. Scientific Reports, 12(1), 5236. https://doi.org/10.1038/s41598-022-09287-6
作者：陈可鑫
作者单位：中国科学院大气物理研究所
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