在溫熱的海洋上

一個行進中的快速旋轉的颱風

它的內部

一直是一個神祕的地方

風多大？

雨多大？

風眼多大？

眼壁多高？

都在輕易激起人們的想象力

但這些，不只關乎想象力

這些，只有接近颱風

才能獲取的珍貴數據

更是能幫助預報員做出——

天氣預報中關於

颱風有多強

向哪走、走多快

是否能登陸、在哪裏登陸

更爲準確的關鍵判斷

衛星雲圖

因此

在過去的幾十年中

人們不斷做着同一個努力——

走進，颱風

team1：無人機

CN-1型無人機（左圖爲無人機飛行軌跡）

主要任務：觀測2008年第7號颱風“海鷗”

觀測時間：2008年7月18日

觀測區域：經歷了降水區、逆風區、強對流區

工作高度：300米或500米（大部分時間在臺風雲系下的降水區中飛行）

探測手段：機載探空儀

這次探測，是中國大陸首次利用無人機直接向颱風中心方向飛行，進行臺風基本氣象要素的探測。

“翼龍-10”大型無人機

主要任務：觀測2020年第3號颱風“森拉克”

觀測時間：2020年8月2日

觀測區域：“森拉克”海上右側雲系

工作高度：1萬米高空

探測手段：下投式探空儀、機載毫米波雷達

這是我國首次開展高空大型無人機海洋、颱風綜合觀測試驗。

Q&A

Q：無人機的優勢有哪些？

A：成本相對低，晝夜可用。

Q：無人機的探測手段有哪些？

A：下投探空儀、機載雷達和溫溼探頭等。

Q：無人機的工作位置？

A：高空大型無人機通常會飛到颱風的頂上向下對臺風進行探測（包括在臺風中心附近下投探空儀等）。

在某些情況下，無人機還能到達風暴中心。2005年10月1日，我國臺灣科學家利用MK-III無人機成功穿越“龍王”颱風眼，獲取了飛行高度（3公里） 處颱風眼壁最大風速等觀測資料。

team2：有人機

NOAA“颶風獵人”P-3型

主要任務：定位風暴中心並測量風眼區域的中心氣壓和地面風

人員配置：由18至20名機組人員組成的工作組，一般包括飛行員、導航員、工程師、技術員和飛行氣象學家（飛行主管）。

工作時長：能夠在8-10小時的飛行任務中不斷探測氣壓和風的變化。

探測手段：當P-3型“颶風獵人”飛抵颶風眼壁附近時，空投式探測儀器通過GPS定位，傳回壓力、溫度、溼度、風向風速數據，詳細描述颶風結構和強度。它尾部的多普勒雷達和機腹雷達系統可以同時掃描颶風的水平和垂直結構，這些數據能讓預報員實時看到颶風。

NOAA“颶風獵人”G-IV型

主要任務：收集風暴之上和外圍區域的氣象數據。

人員配置：與P-3型類似

巡航高度：1.3萬米

飛行距離：超過7400公里（與P-3型相比，G-IV型飛行距離更遠，巡航高度更高。）

探測手段：1997年以來，G-IV幾乎飛越了每一個影響美國的颶風，通過GPS下投式探測儀和機尾多普勒雷達收集高海拔數據。

Q&A

Q：歷史上，有人飛機曾數次發生遇險事件，但美國在每年颶風季都沿襲着派出“颶風獵人”的傳統。這一觀測方式有哪些不可替代的作用？

A：一般來說，有人飛機在續航時間、抗壓能力等方面都佔據明顯優勢。特別是在對一些強度較強熱帶氣旋的觀測中，無人機往往只能在外圍觀測，而有人飛機則具備進入颱風眼觀測的能力。

team3：火箭

火箭

觀測臺風：2015年第22號颱風“彩虹”

觀測時間：2015年10月3日晚

觀測區域：颱風雲團中心區域

飛行速度：時速數千公里

飛行時長：6分鐘

探測手段：下投式探空儀

Q&A

Q：火箭探測颱風的優勢是什麼？

A：可以還原颱風瞬間原貌。火箭幾分鐘內下投多枚探空儀，幾乎就是給颱風來一個“瞬間照相”。不過，由於火箭整體造價昂貴且難以重複利用，所以在業務化方面存在一定困難。

team4：無人艇

“海洋氣象觀測者-3”（簡化繪製）

觀測臺風：2020年第3號颱風“森拉克”

觀測時間：2020年8月初

觀測區域：穿過颱風中心

Q&A

Q：無人艇獲取數據後怎樣回傳？

A：MWO-3搭載氣象和海洋觀測傳感器，通過中國北斗衛星傳輸數據。

Q：無人艇觀測臺風有哪些優勢？

A：相比傳統的海洋浮標觀測，MWO-3無人艇能夠機動應變，獲取最優位置的實時觀測數據，具有其他觀測手段不具備的獨特優勢。

不過，拿到這些數據後

預報員們會怎樣使用呢？

定位

有那麼一些“狡猾”的颱風，它們強度不強，眼區不明顯，靠着高層雲系作爲“掩護”，與預報員玩捉迷藏，颱風中心的準確定位成爲一個挑戰。

這時候，在衛星監測基礎上，就需要輔以一些別的觀測工具或手段。

以8月初成功穿越南海低壓（今年第3號颱風“森拉克”的前身）的半潛式無人艇爲例。8月1日上午11點，低壓中心大致位於我國海南島東南外海，但該海域是常規觀測的盲區，而衛星雲圖上很難確定低壓中心。預報員獲知，此時附近海域無人艇上記錄到的風向是西風（263度），風速3米/秒（近乎於靜風）。根據颱風逆時針旋轉的性質，可以得到“低壓中心位於無人艇北部且非常靠近無人艇”的結論。結合無人艇的實時位置，加上其他資料，就可以做出更爲準確的定位了。

除了無人艇，無論是具備穿越眼區能力的有人機還是主要在臺風外圍監測的無人機，都可以用類似的方式爲預報員提供幫助。

定強

目前臺風監測分析業務實踐中，利用衛星雲圖確定颱風強度的通用方法是美國氣象學家Dvorak博士於上世紀70年代研發的一種基於颱風雲型特徵和指標的強度估計分析技術（簡稱Dvorak技術），該技術被世界各主要熱帶氣旋業務中心廣泛採用且沿用至今。

Dvorak技術雖然是估測颱風強度最實用且最成功的方法，但它畢竟不是對臺風的“直接”觀測。而飛機，包括有人飛機以及有長續航能力的無人飛機，可以藉助機載觀測平臺及下投探空儀，獲取飛行層及颱風垂直結構信息。這些“直接”觀測資料能幫助預報員更準確地分析颱風當前位置、強度及結構等信息，從而提高臺風路徑、強度和風雨預報的精準度。

數值預報

如果說，上面這些都是對預報員直接幫助的話，那麼當無人機、有人機飛到颱風上空，下投探空儀的那一刻，就是爲數值天氣預報尋找“高能加餐”，進而間接幫助預報員的時刻了。

探空儀從萬米高空下落，垂直穿越颱風， 300百帕、500百帕、850百帕……一直到落入海中，一路收集到包括風溫溼壓在內的大氣垂直廓線數據。

這些代表颱風結構或周圍環境場的數據細緻而清晰，進入模式後匯聚成一個更爲清楚的初始場，就能幫助做出更爲準確的數值預報產品。