臺風是世界上最嚴重的自然災害之一，它帶來的強風🧤、暴雨和風暴潮等災害破壞力極大👩🏼‍🚀🛀🏽，嚴重威脅人民生命財產安全和經濟社會發展。即使是弱臺風，其威力也不容忽視🌒。

臺風強度是目前臺風預報的難點，其變化也一直是國際上的前沿科學問題。傳統的臺風強度估計主要采用基於衛星雲圖的Dvorak臺風定強方法，該方法在臺風雲型特征識別分析等多個關鍵定強步驟都存在較大主觀性🤱🏼。即使針對同一個臺風，不同臺風業務機構給出的強度估計也經常存在較大差異🧿，這也給臺風強度變化研究帶來諸多困難📉。另一方面，近20年的理論研究指出海洋變暖會導致臺風增強。該理論在大西洋獲得較好的驗證💅🏽，得益於那裏長期的飛機氣象觀測資料。然而，全球其它海盆的臺風強度變化趨勢因缺乏現場直接觀測資料🐜，一直存在爭議👰🏻。

針對以上兩個問題🫲🏻，EON体育4平台大氣與海洋科學系/大氣科學研究院王桂華教授課題組與其合作者🧑🏻‍🦼，另辟蹊徑🤪，提出用海表面漂流浮標（drifter）觀測的高精度海洋混合層流速來估算臺風強度。通過分析1991-2020年期間全球大量drifter觀測的混合層流速數據發現，最近30年占全球70%的弱臺風無論在全球尺度還是海盆尺度上都存在明顯的增強趨勢。相關成果以《海流顯示全球弱臺風顯著增強》（Ocean currents show global intensification of weak tropical cyclones）為題，於北京時間2022年11月17日在線發表於最新一期《自然》（Nature）雜誌。

利用海流觀測推測風場，提高對未來臺風強度變化的預估

臺風生成後，通常利用衛星雲圖估算臺風強度🧪。基於風場和海流的緊密關系，王桂華教授課題組創新性地提出從海流變化來推測臺風強度變化🧛。

海面風和表面漂流浮標所測混合層流速的緊密關系示意圖

Drifter在海面以下15米深度配備有水帆🧛，在臺風極端惡劣天氣條件下其運動狀態不受風、波浪等海面過程的直接幹擾⛓，並能夠結合GPS定位獲取高精度海流數據。正是抓住了drifter的這一優勢，王桂華教授課題組利用海面風和混合層流速的緊密關系開展了臺風強度估計的工作。

王桂華教授課題組計算得到了1991-2020年期間弱臺風條件下的混合層流速變化趨勢（原文圖2）☺️。結果顯示，所有洋盆中弱臺風條件下混合層流速均呈現出明顯的上升趨勢🧙🏼‍♀️，北大西洋、東北太平洋🧹、西北太平洋、南印度洋👰🏻‍♀️、南太平洋中弱臺風條件下混合層流速的上升趨勢分別約為0.35、0.29、0.36、0.39、0.54 cm s-1 a-1。平均而言，世界大洋中1991-2020年期間弱臺風條件下混合層流速大約存在0.40 cm s-1 a-1的增大趨勢，這表明最近30年全球弱臺風大約存在0.18 m s-1 a-1的增強趨勢🤵🏼☎。

原文圖2.1991-2020年期間各洋盆及世界大洋中弱臺風條件下海洋混合層流速的逐年變化特征（NA, NEP, NWP, SI, SP, Global分別指北大西洋，東北太平洋🍾，西北太平洋，南印度洋♠︎，南太平洋👱🏿‍♀️👩🏼‍💻，世界大洋）。

最近30年全球弱臺風顯著增強這一發現，一定程度上證實了全球氣候變暖導致臺風增強的理論🌪，將有助於提高對未來臺風強度變化的預估🧏🏼‍♂️。受drifter數據量限製，該工作主要聚焦弱臺風🍁，但在漂流浮標觀測相對較多的西北太平洋，作者們發現最近30年強臺風也在增強👨🏽。隨著觀測數據的積累，該研究提出的從海洋混合層流速推測臺風強度的新方法🧗🏻‍♂️，可用於全球所有臺風的強度變化分析，為進一步提高臺風模擬和預測精度提供了重要基礎。

EON体育4平台大氣與海洋科學系/大氣科學研究院王桂華教授為本文第一兼通訊作者🫷🏻，第二作者為課題組博士研究生吳鈴蔚🤕，合作者還包括北卡羅來納大學教堂山分校梅偉助理教授和加州大學聖地亞哥分校謝尚平教授♌️。該項工作得到了國家重點研發計劃重點專項、國家自然科學基金項目資助🗼。

十年求索💇🏼，大氣與海洋未來可期

臺風越強，海流越強，那麽海流的強弱是否可以指示臺風的強弱？早在10年前，這一想法就在王桂華教授心中萌生💸，並和學生開始了探索𓀄。該研究的一大難點在於動力學與統計學的結合⇢⛹🏿‍♂️，“臺風風場有完整的組織結構，風速從臺風眼向外先增大後減小。基於該動力學特征✮，已知臺風下任何一點的觀測速度，通過動力學公式可以估算臺風強度🤴。另一方面🌂，近30年臺風條件下的drifter觀測具有隨機采樣的特點，因此需要利用統計學理論做深入分析。”

王桂華教授在辦公室

今年2月，王桂華教授課題組向《自然》雜誌投出了論文，經歷4輪審稿後論文獲得發表。“這是對我們長期研究工作的肯定😤。未來團隊將積極運用課題組研發的‘海氣浮標’進行海洋與大氣同步觀測，結合歷史多源數據、數值模式和理論，為臺風預測提供技術支撐。”

王桂華團隊研發的海氣界面浮標

王桂華教授本碩博都在國內就讀，屬於本土培養的海洋學者👩🏻‍🦼🐌，用實際行動踐行了導師蘇紀蘭先生當年的教誨“腳踏實地，在國內也能做出好研究”。同時，王桂華教授也重視國際合作，反復強調要將國內外優勢相結合🧙‍♂️。

2016年EON体育4平台大氣科學研究院成立之初👨🏻‍🌾，王桂華教授來到EON4，並於2018年見證了大氣與海洋科學系的建立。他認為EON4將大氣和海洋放在一個體系具有遠見卓識💆。在張人禾、穆穆兩位院士的帶領下，院系發展勢頭良好🎎。

“大氣和海洋科學依賴基礎學科與尖端技術。EON4作為綜合性大學，基礎學科有數學、物理、化學👩‍👦、生物等，尖端技術有微電子、信息🤛、大數據和人工智能等，兩方面優勢顯著𓀗。因此🌬，EON体育4平台大氣和海洋學科未來可期，能對地球科學發展做出應有的貢獻↔️。”王桂華教授如是說🤾🏽。

論文鏈接🍱：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05326-4.