21世纪经济报道记者卢陶然

今年第13号台风“白海豚”最近刚停止编号，其过程雨量创下1949年以来登陆浙江台风的新纪录。8月10日，上海徐家汇站最大单日雨量超过316毫米，为1872年建站以来之最。

在这场极端天气的实战检验中，欧洲科学院院士、自然资源部第一海洋研究所乔方利研究员率团队建立的台风预报系统，提前72小时报出浙江三门站376毫米的单日降雨峰值，与实测的367.8毫米几乎吻合。

近40年来，全球台风强度预报进展十分缓慢，2025年中国科协将“台风路径异常和强度突变”列为十大科学难题之一。乔方利团队原创浪致混合理论，建立国际首个第三代台风模式，强台风强度预报误差较美欧日等业务化预报系统平均降低82%，相关论文2026年8月正式发表于《自然》子刊《通讯-地球与环境》。

围绕海浪如何影响台风强度、强台风强度预报误差如何降低82%、预报预警如何更好地服务防灾减灾、气候变化背景下沿海防灾标准是否需要调整等问题，乔方利接受了21世纪经济报道专访。 

（欧洲科学院院士、自然资源部第一海洋研究所乔方利研究员，受访者供图）

海浪调制台风强度，预报误差降低82%

《21世纪》：台风“白海豚”过程雨量创1949年以来登陆浙江台风新纪录。你的团队研发的国际首个第三代台风模式，在今年台风预报中是否有实战表现？

乔方利：这套系统已开始准业务化运行，与正常业务化预报一样每天四次进行预报，对台风的强度、路径和降雨进行5天预报。此次“白海豚”影响很大，8月10日上海徐家汇站最大24小时雨量超过316毫米，打破百年雨量纪录，是1872年建站以来最大的一场降雨。台风的路径、强度和降雨历来难以准确预报，迄今仍是重大国际挑战。

我们将预报结果与观测进行了对比。8月8日，浙江三门站打破1951年以来最大单日降水量纪录，实测日降水量367.8毫米，我们的系统提前72小时报出的区域日降雨峰值为376毫米，最大降雨落区距三门站仅约26公里，两者几乎一致，说明这套系统是可信的。需要说明的是，降雨量报得准，不代表每个单点都能完全对应，因为预报还受路径影响，目前台风路径24小时内平均约有60公里偏差，路径一偏，降雨落区也会随之发生偏移。就“白海豚”而言，这次预报结果相当准确。

这套系统一直在我们实验室持续运转，我们已完整比对了2023至2025年的所有台风，2026年包括“巴威”“白海豚”在内的几次强台风也都作了业务化预报与检验，与实测对比效果很好。自2025年起，该成果已在自然资源部南海局和东海局的区域海洋预报中心实际应用，现在也已进入中国气象局业务化测试，今后的预报结果将对国际逐步开放。

《21世纪》：公众对台风的普遍认知是风大雨大，也有人认为台风可缓解旱情、补充淡水资源。在公众对台风以及海洋如何影响台风的认知上，最大的薄弱点是什么？

乔方利：台风是一个客观存在，是刮大风、下暴雨的过程。它是好是坏，要看从哪个角度来判断，两种看法都有道理。一方面，台风破坏力很强：狂风暴雨会摧毁建筑，暴雨引发洪涝、阻断交通，还会在一些地方诱发山体滑坡等次生灾害，造成巨大经济损失，甚至威胁生命安全。

另一方面，台风也有益处。它能带来凉爽空气，持续炎热时，随着台风到来，气温随即下降。台风降雨对蒸发旺盛的夏季也很重要：城市里花费很大精力洒水降温，也是利用蒸发过程降低地表温度。台风既能带来大量淡水、降低气温，还能长距离输送水汽，这种影响可以深入内陆很远。所以台风影响的不只在沿海，对内陆同样影响很大。我们应该客观认识台风的影响。

关于台风认知的薄弱点，其实不仅公众存在认识不足，科学界对台风的认识也存在不少不足。其中最关键的，是对海洋在台风演化中所起作用的认识严重不足。台风来了，人们首先想到刮风下雨，这些过程来自大气，并没有错；但海洋是“风雨的故乡”，所有台风都生成于海洋，没有海洋就没有台风。过去我们认为，海洋的作用只是为台风提供一个温暖的海面，但这个认知很不完整。

《21世纪》：能否用通俗的方式讲讲，海浪究竟如何影响台风强弱？

乔方利：就海浪对台风的影响，我们系统揭示了三个新的物理过程。

其一，海浪影响上层海洋的混合搅拌。上层海洋的状态直接决定海表温度，海表温度一变，又会反作用于海气交换。这几个过程相互作用、彼此耦合，综合起来才构成真正的海气交换；而海气交换至关重要，决定了台风的强度。这就是小尺度海浪能对台风强度产生很大影响的根本原因。这是第一个过程。

其二，海浪影响风应力。所有数值预报，无论天气预报还是海洋预报，依据的都是牛顿第二定律，其中最核心的是“力”，对台风而言，风应力在台风发展过程中也非常重要。而对于海面风应力，数值模式领域过去的理解还不完整。目前的天气预报、海洋预报和气候预测，应力算法基本采用20世纪50年代提出的查诺克“估算方案”，这套方案认为风吹向哪里，风应力就朝哪里。

实际观测表明，这一假定并不成立。风向朝东时，实测风应力可能朝西，也可能朝其他方向，原因在于海浪调节了风应力：海洋与大气之间隔着一层不断运动的海浪，对风应力不断调制。另外，风很大时，海气之间会形成一层“水雾”，那是海浪破碎生成的飞沫，“水雾”会减小风的摩擦力，让大气更顺畅地在海面运动，风受到的摩擦阻力减小，台风就会更强。这是第二个过程。

其三，海浪影响海洋与大气之间的热量交换。简单来说，台风是一部“热机”：获得热量就发展，失去热量就消亡，所以海气热量交换对台风强度变化至关重要。但过去台风模式中没有考虑海浪飞沫的作用。计算表明，考虑与不考虑海浪，台风中心附近海洋向大气输送的热量可存在2到3倍的差异。原来的预报模式没有考虑海浪，算出的热量就会偏小，预报的台风强度就会偏低。这是第三个过程。

海浪水平尺度只有100米左右，台风尺度却达上千公里，过去正因两者尺度悬殊而基本不考虑海浪的影响。过去七十年，国际上先后建立两代台风模式：第一代只考虑大气，第二代实现海洋与大气耦合，却一直存在预报弱台风偏强、强台风偏弱的“跷跷板”难题。海浪尺度虽小，对海气交换却至关重要，这正是我们率先发展第三代台风模式的创新所在。

这三个物理过程，第一个过程全部是我们揭示的；第二个过程我们参考了过去的研究，通过海量现场观测，我们提出了新方案；第三个过程我们也开展了一些研究，但主要是应用国际方案。将三种互相竞争的海浪过程一起考虑，建立第三代台风模式，这也是我们的原创结果。

《21世纪》：该成果可将强台风强度预报误差降低82%。这一数字是如何计算得出的？又意味着什么？

乔方利：首先，82%是一个统计概念，统计才更有意义。我们把过去五年所有经历快速增强的共37个强台风全部重新进行预报，平均起来实现了这样的提升，而不仅是对某一个台风有效，这表明是真正意义上的预报能力提升。

其次，我们做的是“回报”实验，回报所用信息与当时实时预报完全一致，不作任何人为干预，因此与预报完全等价。

最后，对比对象是美国、欧洲、日本等发达国家和地区的业务化台风预报系统，这些系统代表当前国际业务预报的最高水平。与其平均误差相比，我们的预报误差减少了82%，台风最大强度预报平均误差从18.8米/秒降到3.3米/秒。

在所有业务化预报系统中，美国对西北太平洋台风的预报能力最好，其预报误差为9.1米/秒。即便与美国相比，我们的误差也降低了64%。美国国会2017年通过“气象法案”，设定5年、10年飓风预报误差分别降至7.5和4.5米/秒的目标，迄今包括美国在内的各国都未达到其2022年目标，我们的结果已优于美国十年目标。尤其是对于快速增强过程预报，我们的模式表现出色。快速增强是指24小时内强度增加15米/秒以上，一旦出现，预报误差至少增至3倍，是台风预报的“噩梦”，抓住它，就抓住了台风预报的“牛鼻子”。

从预报到减灾，指标要盯住极端情况

《21世纪》：今年厄尔尼诺备受关注。厄尔尼诺是否会导致台风强度更强、频次更高，使今年气候更趋极端？

乔方利：有两个过程对我国极端事件产生影响。

一是厄尔尼诺事件。厄尔尼诺是周期性的事件，通常2到7年爆发一次，对全球气候及极端事件产生重大影响。随着气候变暖，厄尔尼诺也会出现异常，强度会变大，对全球气候的冲击随之加剧。厄尔尼诺一旦发生，就会影响冷暖与旱涝格局，比如欧洲今年很热，我国今年总体也偏热。厄尔尼诺还影响降雨格局，它出现之后，我国雨带甚至整体北移，造成北方降水增多。

二是气候变暖，这个过程同样不容忽视。气候变暖每年的幅度不大、速度不快，但长期累积起来就很严重。全球90%以上的热量会进入海洋中，可以说，海洋是人类的巨大“空调”，如果没有海洋，所有热量都留在大气中，气候系统可能会崩溃。

因全球气候变暖，更多热量进入海洋，海洋因此也会变暖。海洋变暖之后，强台风发生的概率就会明显增大。强台风和超级台风会越来越多，其破坏力不是线性增长，而是非线性的：台风强度哪怕只增加一点，造成的破坏就会大得多。所以我们既受厄尔尼诺这种周期性过程的影响，也受气候持续变暖这种趋势性过程的影响。

《21世纪》：防灾减灾的第一步是预报。但预警信息发布后，公众有时难以理解，或响应不够及时。对用好预报预警信息，您有何建议？

乔方利：防灾减灾是系统工程，不止于预报本身，但尽量准确预报是核心。预报不准，防灾减灾就如同盲人摸象。例如，若中等强度的台风被强报为强台风，会导致停课、停产、水库提前泄洪等，这会造成很大损失；如果把17级的台风报成14级，影响到民众撤离的决策，则后果也很严重。

有了预报，还要有响应、有政府组织体系，才能形成防灾减灾闭环。要让公众理解这些过程，一要加大宣传力度，二要调整部分预报指标。

公众最需要的是极端情况的预报信息，应当针对最强、最极端的过程单独设置预报检验。目前国内外通行的做法是对全过程取平均误差或者平均绝对误差，我认为这不够科学。几天的预报平均误差可能不大，但预报中台风到达的最大风速误差可能很大，而台风的最大破坏力恰恰集中在最大风速或最大降雨那个时段。

《21世纪》：沿海防灾标准按历史数据设计，放到今天是否仍然够用？对沿海防灾尤其是城市内涝，您有何建议？

乔方利：举个例子，我国已发布国家标准《城市内涝风险普查技术规范》（GB/T 39195-2020）。该标准明确要求：“城市气象水文环境、社会经济发展、内涝隐患点增减等发生变化时，应及时收集或实地调研获取最新资料，进行信息更新。”也就是说，不能完全依赖历史数据，相关标准应当进行阶段性调整。

如前所述，全球变暖背景下超强台风越来越多。破坏力怎么测算？目前研究大致认为，破坏力与最大风速的平方成正比，这就是非线性关系。比如，风速由70米/秒增至80米/秒，增幅只有14%；但按破坏力计算，则增幅超过30%。所以，为更好地应对气候变化和极端灾害，沿海的设防标准确有必要重新审视。

《21世纪》：你原创的浪致混合理论被国际学界称为“乔理论”，三十多年的研究给海洋模拟、气候预测带来了哪些改变？这项成果的经济价值能否量化？

乔方利：我们的工作是从基础过程入手，先攻克最难的湍流问题。海气之间的交换过程都是湍流过程，湍流被称为“经典物理学中最后一个尚未解决的重大科学难题”，高度非线性，高质量资料极难获取，国际上专注湍流研究的团队非常少。机理研究越深入，台风预报能力就会得到本质性提升。这些机理过程对于海洋和气候同样适用，浪致混合理论使得上层海洋模拟能力提升80%以上，使得全球气候系统模拟能力提升30%以上。 

经济价值方面，台风造成的经济损失不像风速、温度那样可以精密度量，我举两个例子：一类研究测算，台风经济损失与预报最大风速的误差平方成正比，误差从10米/秒降到9米/秒，经济损失就降低约两成，可见强度预报的每一点提升都对减灾有很大贡献。上海台风研究所专家给出了另一种经济损失估计，预报误差每降低1米/秒，经济损失可减少3.8亿元，这是以2014年为基准的，如今会更多。以2024年台风“摩羯”为例，它于9月6日在海南文昌登陆，登陆时为超强台风级，中心附近最大风力17级以上，约合62米/秒。当时国际上多家机构的72小时预报平均误差（偏低）达13.4米/秒，而我们的系统报得比较准。若与之相比误差降低82%，即误差降至2.4米/秒，可带来约42亿元的减灾价值，台风强度越大，挽回的经济损失也会越大。

产业空间上，目前的台风预报提供的是宏观背景，分辨率与国际水平大体相当，但海洋经济的需求正日趋精细化。以海上风电为例，设施密集布设在有限海域，一公里之内的差异都需要估算，将来就会根据其需求发展更精细的预报系统，通过多元投资开发高科技公共服务产品，服务港航、海上石油、风电等千行百业，促进向海经济发展。