2019年9号台风“利奇马”8月7号17时各级风圈大小（图片来源：中国天气）
收集不同台风的“三围”，能估计台风的身材在了解台风低层风场结构后，如何预报未来风场的变化，做好预警，就是气象预报员们重点要关注的问题了。但登场的台风各具秉性脾气，各有各的不同，预报员们该如何是好呢？
如荀子所言：“千举万变，其道一也”。虽然每个台风风场不尽相同，根据每时每刻变化的风场都能得到一条不一样的径向风速廓线。但这些廓线的基本特征是一致的，也就能用数学方程组来进行描述。在掌握近似刻画台风低层风场的廓线方程后，只要调控方程中的关键参数，就能对看似变化莫测的台风风场有大致把握。
改进的二维低层风场方程组，V表示风速，r表示与台风中心的距离，θ表示方位角，表示最大风速，表示最大风速半径，a表示一波不对称程度，x为形状参数
风廓线方程的部分参数与台风中心的位置、移动速度以及强度有关，反映的是台风的“个性”；而另一部分通过历史资料拟合得到的参数，反映的是同一个大洋上台风的“共性”。进一步研究发现，台风风圈变化通常不会十分迅速，其大小具有一定的持续性。因此，基于气候性和持续性这两个特性，科研人员构建了风圈预报的“气候持续性模型”（CLIPER），能根据实时的风圈数据预报未来的风圈变化。
利用“气候持续性”模型（CLIPER）对2005年6月23日的Franklin飓风的风圈预报结果。（图片来源：Knaff et al. Statistical Tropical Cyclone Wind Radii Prediction Using Climatology and Persistence.2007）
随着人们对“台风之谜”的刨根问底，影响台风风场变化的因子一个个浮出水面（如台风的中心位置、强度、环境湿度、海表温度、以及环境背景环流等）。观测资料的不断丰富与积累，也使人们能够尝试从统计的角度构建台风风圈预报的数学模型。例如，大气物理研究所陈光华研究员团队将最佳子集线性多元回归模型运用到台风的风圈预报上，该成果已在《气候与环境研究》2021年第一期上发表。模型对7级风圈未来12小时的趋势预报和大小预报具有较好的效果，但当对7级风圈未来24小时的变化趋势进行预报时，只对某一尺度范围内的台风具有较好的预报效果。
各个物理因子与台风尺度变化的相关情况。（图片来源：饶晨泓等《最佳子集多元线性回归模型在热带气旋风圈变化预报中的应用》2021）
由于自然世界的复杂性，在目前有限的理论知识和观测数据的基础上，人们只能通过把握主要矛盾、简化问题的做法来认识复杂多变的台风风场结构。以上介绍的风圈预报方法虽然从不同的角度出发，且预报的准确性还有待提高，但都在实际的预报业务中派上了用场。也许在未来的某一天，随着对台风认识的不断深入，我们不仅能准确测量台风的“三围”，还能了解更多台风的秘密。
参考文献：
[1] Knaff, John, A, et al. Statistical Tropical Cyclone Wind Radii Prediction Using Climatology and Persistence[J]. Wea. Forecasting, 2007, 22(4):781-791.
[2] 饶晨泓, 陈光华, 陈可鑫, 等. 最佳子集多元线性回归模型在热带气旋风圈变化预报中的应用[J]. 气候与环境研究, 2021, 26(1): 115−122.
[3] 向纯怡, 吴立广, 田伟,等. 多平台热带气旋表面风场资料在台风结构分析中的应用[J]. 气象, 2016, 042(011):1315-1324.
[4] 雷小途. 中国台风科研业务百年发展历程概述[J]. 中国科学:地球科学, 2020(03):321-338.
作者：陈可鑫
作者单位：中国科学院大气物理研究所
（本文于2021年7月21日首发于科学大院，此处略有修改）
