客观日本

利用超级计算机“富岳”重现台风急剧增强过程,以100米超高分辨率直接计算微小涡旋

2026年05月07日 能源环境

预测出现的台风会增强到何种强度,对于减轻灾害损失至关重要。然而,台风急剧增强阶段的准确预测至今仍是一项难题。其主要原因之一在于,活跃涡旋的尺度仅有数百米之小,而常规数值计算的分辨率较低,只能到数千米。

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图为地表附近垂直涡旋从发展期到成熟期的模拟图。数值大小对应气流旋转强度,正值为逆时针旋转,负值为顺时针旋转。

日本东北大学研究生院理学研究科的伊藤纯至副教授等人组成的研究团队,利用超级计算机“富岳”,成功以100米超高分辨率再现了单个台风从弱涡旋阶段发展为极强台风的约4天的完整过程。研究团队将2000公里见方的巨大计算区域划分为水平分辨率100米、垂直方向60层的网格。针对相对较大的涡旋进行直接计算,而对更小尺度的涡旋效应则采用模型化处理后,进行数值计算。同时,研究团队也在相同条件下实施了水平分辨率2公里的低分辨率计算,并对比了最低气压、最大风速、最大风速半径等指标随时间的变化。

结果显示,两者测算出的台风最大强度基本相同,但在超高分辨率计算中,台风急剧增强的开始时间推迟了约1天。为此,研究团队详细分析了半径不足1公里的细微涡旋分布,以及在台风眼周围形成的半径约10公里的涡旋,最终查明,正是这些涡旋阻碍了气流向台风中心的流入,从而推迟了台风急剧增强的开始时间。

此次研究表明,左右台风急剧增强时机的关键条件,很可能是以往计算中无法处理的微小涡旋群。这一发现有望成为今后改进台风强度预测的重要依据。(TEXT:中条将典)

原文:JSTnews 2026年4月号
翻译:JST客观日本编辑部

【论文信息】
期刊:Geophysical Research Letters
论文:Large Eddy Simulation of an Entire Tropical Cyclone from Initial Vortex to Maturity
DOI:10.1029/2025GL119560

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