西北太平洋初生热带气旋监测预警信息比较

刘大刚, 裴天琪， 徐明斐， 王 茜， 杜晓斌

(大连海事大学 航海学院，辽宁 大连 116026)

初生热带气旋一般是指在热带扰动形成后，逐渐发展成为热带低压，直到加强为热带风暴等级的阶段。据统计，每年在热带洋面上形成的热带扰动中，只有约10%能发展为热带风暴及以上等级，绝大部分在热带扰动阶段或发展到热带低压阶段之后就不再继续加强并逐渐消失。[1]

目前，对初生热带气旋的预报，即对热带扰动形成后能否进一步发展成为热带风暴及以上等级的热带气旋的预报，仍存在很大的困难。虽然各国的气象学家在热带气旋生成的预报方面做出了巨大努力，但目前的预报准确率仍然不高，较为有效的手段依旧以监测为主。[2]

对于船舶而言，在海上航行和作业过程中对初生热带气旋进行监测和预警是非常重要的，一旦航区或作业区附近有热带气旋生成，如果不能及时调整航线或作业时间，可能会给船舶和作业人员带来重大威胁。

目前，世界各国的气象机构每天都会发布许多关于初生热带气旋的信息，但这些信息大多是供专业气象预报人员预测生成热带气旋使用的，具有很强的专业性。对于非气象专业的航运安全相关管理人员来说，在了解、分辨、选择和使用这些网站发布的信息方面存在很大的困难。因此，对这些关于初生热带气旋监测和预警信息的网站上的信息进行分析和比较，从中挑选出从内容到形式都符合航运安全相关人员需要的部分，并结合实例做出使用说明，对于更好地使用这些信息，进而有效地保障海上航行和作业安全，具有十分重要的现实意义。[3]

1 西北太平洋初生热带气旋监测和预警信息

很多专业气象机构都会发布多种关于热带扰动、热带低压及其发展变化的监测和预警信息。本文重点关注能在一般公用网络上看到的(而非气象部门内部专用网站上的)初生热带气旋监测和预警信息。

1.1 美国国家海洋和大气管理局热带气旋形成概率

美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA)每天都发布热带气旋形成概率的产品，每天分别在0000 UTC、0600 UTC、1200 UTC和1800 UTC提供1次预报图。预报图显示未来热带气旋形成的位置和概率。

1.2 NOAA热带气旋形成和路径预报

NOAA在国家环境预报中心的气旋生成和路径预报网页(NCEP/EMC Cyclogenesis Tracking Page)上发布热带气旋形成和路径预报，每天提供4次预报,并分别给出00～48 h、00～120 h、48～120 h和120～240 h等4个时间段的预报图，从预报图中可直观地看出热带气旋形成的位置、发生的概率和路径预报。

1.3 NOAA多平台热带气旋地面风场分析

NOAA提供有多平台热带气旋地面风场分析(Multiplatform Tropical Cyclone Surface Winds Analysis，MTCSWA)，内容包含已编号的热带扰动以上强度的热带低压系统及其周围卫星的反演风场实况，每天4次，并分别给出10°×10°、0.5°×0.5°和4°×4°范围内0.1°×0.1°的风场，从给出的图中可看到热带扰动或低压系统的具体位置及其风场的具体信息，包括不同象限的大风半径、中心气压值、最大风速、最大风速区的半径和方位等。[4]

1.4 NOAA热带气旋形成和路径预报

中国中央气象台在预计已存在的热带低压有可能加强为热带风暴以上等级时，会发布关于热带气旋生成的“重要天气提示”，内容包括可能加强成为热带风暴的热带低压未来的强度和路径预报。[5]

1.5 日本传真天气图相关内容

由日本气象厅发布的日本传真天气图是我国船员最常用的天气图之一，包括地面实况图(AS)和地面预报图(FS)，其中：地面实况图每天有4张；24 h和48 h地面预报图在每天0000 UTC和1200 UTC各发布1张。

1.6 欧洲中期天气预报中心240 h地面气压场预报

欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF)提供未来10 d的地面气压场预报，每天更新2次，分别在当日的0000 UTC和1200 UTC。[6]

1.7 美国384 h地面气压场预报

美国全球预报系统(Global Forecast System，GFS)NOAA提供未来384 h的地面气压场预报，预报时效为16 d，每天提供4次。[7]

2 初生热带气旋监测预警信息比较

目前,初生热带气旋监测预警信息可大致可分为2类:一类是热带气旋生成临近预警信息，预报时效一般在3 d以内；另一类是热带气旋生成中期展望，预报时效一般在10 d以上。

2.1 热带气旋生成临近预警信息

热带气旋生成临近预警信息的主要来源包括NOAA的热带气旋风场实况、NOAA的热带气旋48 h形成概率、NOAA的热带气旋形成和路径预报、我国的重要天气提示和日本传真天气图等。

NOAA热带气旋形成概率预报是相对容易找到的热带气旋临近预警类预报产品，可提供未来48 h热带气旋形成的位置和形成概率。[8]但是，在实际应用过程中，该产品效果并不十分理想，其主要原因有2个：

1) 预报图上标出的可能形成热带气旋的位置过多，大部分后来并未形成热带气旋。

2) 标注的0～48 h热带气旋形成概率最高只有26%，0～24 h和24～48 h的热带气旋形成概率最高只有13%。这样低的热带气旋形成概率的应用价值似乎并不高(见图1)。

NOAA热带气旋形成和路径预报提供未来多个机构给出的多种模式的预报结果，预报时效从48 h到240 h不等。根据较长时间的观察统计，NCEP提供的48 h集合预报效果相对较好，其不足之处在于图上同时标有多个机构对该热带气旋未来不同路径的预报结果，使得热带气旋的生成概率图斑颜色受到干扰，显示不清晰(见图2)。

图1 NOAA发布的热带气旋48 h形成位置和概率

图2 NOAA热带气旋形成及路径预报产品中

中国中央气象台并不提供热带扰动的信息，但当其确认已有热带低压将加强成为热带风暴时，会在“重要天气提示”栏目中发布热带气旋生成的预警信息。作为中国气象权威机构正式发布的信息，一般来说，其预报的准确率和可信度较高。

日本气象厅发布的传真天气图中、地面实况图和地面24 h、48 h预报图上都标有热带低压区和热带低压的位置和中心气压值，当预计热带低压未来将发展成为热带风暴时，会在地面实况图上发布大风警报(Gale Warning,GW)或更高等级警报。在其GW等警报中，明确标出热带低压的详细信息，包括热带低压的当前位置、中心气压值、移向移速、近中心最大风速和最大阵风风速，预计未来24 h的近中心最大风速和最大阵风风速。24 h和48 h地面预报图上标有预计将生成的热带风暴或更高等级热带气旋的强度等级、预报位置、中心气压值和近中心最大风速。

2.2 热带气旋生成中期展望信息

常用的热带气旋生成中期展望信息主要来自于GFS 384 h地面气压场预报和ECMWF 240 h地面气压场预报。

GFS预报图的图面范围为整个西北太平洋区域，预报内容包括地面气压场、网格点上的风向风速和用不同颜色表示的风速分布情况。GFS预报图每天更新4次，预报时间步长为6 h，能较好地反映出热带低压系统的连续变化情况。

ECMWF没有整个西太平洋范围的预报图，但使用者可通过分别查看东南亚区域和东亚及西太平洋区域的预报图进行信息汇总。由于ECMWF每天更新2次，且预报时间步长为24 h，因此下载预报图所需时间较短。[9]

3 推荐网站应用流程

基于对初生热带气旋监测和预警信息的比较分析，推荐美国GFS 384 h地面气压场预报、ECMWF 240 h地面气压场预报、中国中央气象台重要天气提示、日本传真天气图和NOAA热带扰动周围风场供航运安全相关管理人员使用。

考虑到船舶驾驶人员和航运或海上作业安全相关管理人员在知识结构上的差异，不能与气象专业人员一样熟悉相关热带气旋生成和预警信息的来源，本文给出了应用推荐网站的流程。

1) 航运或海上作业安全相关管理人员在研究分析热带气旋生成和预警信息时，首先可进入NOAA多平台热带气旋地面风场分析网站，了解其已标号的热带扰动位置、近中心最大风速和周围风场情况。

2) 关注中国中央气象台是否发布最新的“重要天气提示”，以了解近期是否有邻近中国沿海的热带气旋生成。同时，对最新的日本地面实况图和24 h、48 h地面预报图进行分析，关注相关海区是否有热带气旋将要生成；重点关注已存在的热带低压，了解日本气象厅是否发布GW或更高等级的警报，分析日本气象厅对该热带低压未来发展情况的预测。

3) 进一步研究最新的GFS 384 h预报图和ECMWF 240 h预报图，观察在未来一段时间内，西北太平洋区域内何时何处有热带低压系统存在，这些热带低压系统是否有未来将要发展加深的预计。据此可大概知道未来何时何处有可能有热带气旋生成。

若在某个热带气旋可能生成的海域正好将有船舶航行经过或将有海上作业，则要密切跟踪GFS和ECMWF对相应的热带低压系统发展情况的后续最新预报。一旦发现该热带低压系统有加强发展的趋势，应及时调整航行或作业方案，规避风险。[10]

对于美国JTWC已编号的热带扰动和热带低压，可进一步查看NOAA发布的热带扰动或热带低压周围的风场实况。由此,跟踪台风的实时风场的发展，作为制作新的航行或作业方案的重要参考。完整的网站应用流程见图3。

图3 热带气旋生成和预警信息网站应用流程图

4 应用实例分析

下面通过实例说明如何使用本文提出的流程和推荐的网站。

4.1 流 程

1) 2019年7月30日傍晚，使用者首先观察NOAA多平台热带气旋地面风场，可看到NOAA在7月30日0600 UTC已认定一个西北太平洋区域内的热带扰动，临时编号为92W(图上记为WP9219)。该热带扰动当时的中心气压值为1 001.1 hPa，近中心最大风速为32 kn(7级)。当时NOAA认为该热带扰动没有达到热带低压等级，并没有给予其正式编号(见图4)。

图4 NOAA发布的92W热带扰动周围风场实况

2) 查看中国中央气象台网站，发现在“重要天气提示”栏目中已有关于热带气旋生成的预警信息发布。中国中央气象台网站已在7月30日17:00(北京时间)将NOAA认定并编号为92W的海南岛ESE方向的热带扰动认定为热带低压。中国中央气象台预计，该热带低压将于7月31日11:00(北京时间)加强为热带风暴等级。具体强度变化和路径预报情况见图5。

3) 查看2019年7月30日0600 UTC日本气象厅发布的地面实况图(见图6)，可看出日本气象厅也已将南海ESE方向的热带低压系统认定为热带低压等级。该热带低压系统当时的风力为30 kn，中心气压值为998 hPa，并预计在未来24 h内其风力可逐渐增强到35 kn(8级)，达到热带风暴等级。

图5 中国中央气象台“重要天气提示”栏目中发布的南海热带低压强度和路径预报

图6 日本气象厅发布的2019年7月30日

4) 由2019年7月30日0000 UTC发布的48 h地面预报图可知，预计实况图上的热带低压将发展成为热带风暴，并将在雷州半岛东北部登陆(见图7)。7月31日0000 UTC(北京时间0800时)日本气象厅认定该热带低压升级为热带风暴，并正式将其命名为韦帕，给予编号为1907。

图7 日本气象厅2019年7月30日0000 UTC发布的48 h地面预报图

4.2 网 站

1) 对于热带气旋生成中期展望信息的了解，可首先查看ECMWF的240 h地面气压场预报。在2019年7月30日0000 UTC发布的东南亚和印尼海域未来10 d地面气压场预报图上，可看到未来3 d(即7月31日0000 UTC至8月2日0000 UTC)热带风暴韦帕将从海南岛ESE方向逐渐向偏西方向移动，穿过雷州半岛进入北部湾，在中越交界地区登陆。ECMWF预计6 d后，即8月5日0000 UTC，台湾东南方向海面将有1个热带低压系统出现，该系统将逐渐加强，从8月6日0000 UTC开始，其中心气压值就将下降到995 hPa以下。之后该系统将继续加强，并于8月9日0000 UTC在浙江沿海登陆(见图8)。

a) 8月5日地面气压场预报

b) 8月6日地面气压场预报

c) 8月7日地面气压场预报

d) 8月8日地面气压场预报

e) 8月9日地面气压场预报

2) GFS的384 h预报结果由于预报时间步长为6 h，因此在GFS预报图上可更清晰地看到热带扰动92W，即后来的2019年7号热带风暴韦帕的加强和登陆过程。在GFS预报图上可注意到，从2019年7月31日0000 UTC起，西北太平洋上就一直存在另外两个热带低压系统，一个位于菲律宾吕宋岛东部洋面，另一个位于更东面的洋面上。这两个热带低压系统在ECMWF图上并不明显。直到8月9日0000 UTC(即ECMWF 7月31日0000 UTC预报的最长时效)，也没有显示这两个热带低压系统有明显的发展和加强的迹象。但是，在GFS预报图上明确显示这两个热带低压系统都将明显加强。具体来说，GFS预测从2019年8月2日1800 UTC起，菲律宾吕宋岛东部洋面的热带低压系统的中心气压值就将下降到995 hPa以下，风力达到8级以上，即达到热带风暴等级。从8月2日1800 UTC起，在吕宋岛西部海面又有一个热带低压系统生成，并将于8月3日1800 UTC起，中心气压值达到990 hPa以下，风力达到8级以上。此外，到8月5日0000 UTC，位于更东面的洋面上的热带低压系统中心气压值也将下降到996 hPa以下，风力达到8级以上。此时，上述3个热带低压系统都将明显发展加深，造成西北太平洋上3台共舞的情况。自西向东3个热带低压系统的中心气压值将分别降到973 hPa、958 hPa和996 hPa(见图9)。与后来的实况图相比，可发现GFS的预测结果与实际情况的符合程度是较好的。

3) 在2019年8月5日0000 UTC日本气象厅发布的地面实况图上可看到:菲律宾吕宋岛东部洋面的热带低压系统已发展成为编号为1909的热带风暴“利奇马”；最东面的热带低压系统比GFS预报的位置更加偏西，已发展成为2019年18号强热带风暴“范斯高”；但位于南海的热带低压系统没有像预期的那样发展起来，仍处于热带低气压阶段。见图10。

图9 GFS 2019年7月30日0000 UTC发布的144 h

图10 日本气象厅发布的2019年8月5日0000 UTC

尽管GFS的预测结果与实际情况相比还有一定的误差，但这是6 d前的预测。因此，这样的预报还是具有很高的参考价值的。

5 结束语

本文给出关于西北太平洋初生热带气旋监测和预警信息获取的比较和分析方法，所使用的资料主要来自于一般用户能从网上查看的台风信息公共网站，并非气象部门内部专业网站。对一些外国专业台风信息网站，如对专业台风问题研究非常重要的JTWC网站等尚未介绍。尽管如此，目前仍有很多可在公共网站上看到的专业气象机构发布的热带扰动监测和预警信息。

本文根据多年来对西北太平洋初生热带气旋监测和预警信息的跟踪和使用的经验，对这些信息进行了分析和整理，所得结论可为航运安全相关管理人员快速有效地了解西太平洋初生热带气旋动态提供帮助，并为进一步研发专供航运安全相关管理人员使用的热带气旋生成预警系统提供重要参考。