温暖的海洋为台风发生发展提供充沛的水汽和热量；台风在海洋生成后，产生的狂风、暴雨和巨浪又显著改变上层海洋的特性……谈及台风与海洋之间的相互作用，中国气象学会副理事长、国防科技大学气象海洋学院教授费建芳认为，研究二者的作用关系，探究其中的关联和影响，对于科学防御台风和防灾减灾意义深远。台风与海洋之间的相互作用主要包括：大气从海洋中获取能量从而形成台风，台风又能显著改变上层海洋的特性，改变特性后的海洋又对台风产生新的影响。这种相互作用具体体现在台风与海洋之间的热量、水汽和动量交换的强烈程度上，它们不仅能决定台风的强度和尺度变化，也对台风的最大可能强度起到约束作用。“可以说，台风与海洋之间的相互作用，是影响台风发生发展最重要的物理过程之一，海洋也当之无愧成为台风的主要能量来源。”费建芳说。
风云气象卫星台风监测图 图片来源：国家卫星气象中心
进一步研究二者之间的相互作用过程，会出现一些“专有名词”，而它们也成为台风与海洋之间相互作用的关键推手。台风伴随的强风，使上层海水产生湍流混合、水平与垂直方向的平流等响应，这会引起海洋状态发生剧烈改变，其中最为典型的是在其路径的右后方形成明显的海水降温，海表温度的低值区即是所谓的台风冷尾流。在冷尾流区，海洋向台风的热量输送减弱，也因此常引起台风强度减弱、台风的风雨影响分布发生变化等。不仅如此，在台风经过时，还会导致巨大海浪的出现，使海表粗糙度增加，对低层大气产生显著的摩擦拖曳效应。而当海浪破碎时，会有大量的飞沫液滴进入大气边界层，增强海气间的热量和水汽交换。在台风经过后，上层海洋的温度、盐度和动力结构等均会发生显著变化。这其中，海表温度降低，使海气之间热量交换减弱，减少了海洋进入大气的水汽，增加了大气边界层的热力稳定性。值得注意的是，这些海气相互作用过程不利于云和降水的形成，特别是在台风冷尾流的上方，降水量、云量、降水概率等均会减少。海洋对台风的这些响应可以持续数日甚至数月之久，对局地天气乃至气候变化起到潜在的调节作用。那么，台风与海洋的相互作用，对于台风发展加强或减弱消亡还有哪些直接影响？对此，费建芳解释说，二者的相互作用对台风强度、结构、尺度等都有明显的调节作用。通常而言，台风引起的海表降温、海表粗糙度增加等可抑制台风增强，海洋飞沫效应则对台风增强有一定的促进作用。在导致台风强度减弱方面，以2013年台风“范斯高”为例，其在达到超强台风级别后，由于台风冷尾流和经历的一个海洋冷涡的共同作用，引起海表温度迅速降至26℃以下，导致台风快速减弱。当前，科学界普遍认为，深入认识台风与海洋的相互作用规律，对于提升台风强度数值预报水平、减少台风导致的人民生命财产损失等具有重要意义。费建芳说，近10年来，台风路径预报准确率稳步提升，而强度预报准确率提升较为缓慢，主要是数值模式对海洋响应过程的描述还不够准确。“提高台风预报水平，实现科学减灾，迫切需要进一步深入研究台风影响下的多尺度海气相互作用过程，研发准确考虑海气相互作用过程的海气耦合数值预报系统。”
来源 | 中国气象局气象宣传与科普中心（中国气象报社）编辑 | 中国气象局气象宣传与科普中心（中国气象报社）全媒体记者 杨胜蓝
