在过去十年中，虽然我们对热带气旋活动中相关的物理过程的理解有了进一步的提高，也在数值天气预报模式中使用了各种各样的技术，但热带气旋强度预报水平依然进步缓慢。除了备受关注的热带气旋快速增强，对发生在热带洋面上的热带气旋异常减弱过程的预测失败也是较大强度预报误差的重要来源之一。除了大家所熟知的海洋和大气环境条件以及热带气旋内部过程的变化，季风涡旋作为西北太平洋低层夏季风环流的一种特殊形态，也会导致活跃在其中的热带气旋在有利于增强的大尺度环境中发生减弱，而这样的异常减弱过程往往较难预测。
2021年台风“烟花”于7月22-23日在台湾岛东侧突然向北转向过程中经历了一次异常减弱过程，当时JTWC、JMA、CMA发布的实时预报以及GFS预报模式均未能准确预报出这次减弱过程。最近，南京信息工程大学的梁佳博士发现，台风“烟花”的减弱过程发生在有利于热带气旋增强的大尺度环境中，主要与台风“烟花”和一个季节内尺度的季风涡旋的合并过程有关（图1），而这样的合并过程是已被证实的热带洋面上热带气旋异常减弱的关键过程。他们的观测分析和数值实验均表示，合并过程导致台风尺度增大以及台风外围东侧深对流的发展阻止了能量输送到台风内核区域，从而导致减弱，但合并过程能否发生对季风涡旋的外围强度及其与热带气旋的相对位置很敏感。
图1 2021年7月20 -24日，GFS分析产品中850 hPa10天低通风场 (箭头和阴影; m s−1) 和流函数 (等值线; ×106 m2 s−1) 。蓝色点表示季风涡旋的中心，红色台风标记表示台风“烟花”的中心。
在GFS预报模式中，正是由于对季风涡旋的预测性能较差，没有预报出这个重要的合并过程。在72小时和96小时预报中，7月20-22日的季风涡旋位置偏东（图2）；在24小时、48小时和72小时的预报中，季风涡旋的强度和外环流偏弱（图3）；导致 72小时和96小时预报中，台风在7月20-22日始终活跃在季风涡旋的西部，24小时和48小时的预报中，台风在7月22日0000时移动到了季风涡旋的东侧，合并过程没有发生（图4）。因此，GFS预报模式中，台风外围东侧也未形成显著的深对流，进而没有发生能量无法向台风内核区输送的情况。7月22-23日，GFS预报台风在有利的大尺度环境中继续增强。
图2 GFS预报产品中，去掉台风环流和扰动后的7月20-22日平均的850 hPa 风场 (vectors and shaded areas; m s-1) 。蓝色点和红色点分别表示GFS分析产品和GFS预报产品中7月20-22日平均的季风涡旋位置。
图3 7月20-22日平均的季风涡旋的850 hPa方位角平均的切向风(m s-1) 廓线。红色线表示GFS分析产品；黑色线表示GFS预报产品。
图4 GFS预报产品中，各预报时效下台风中心和季风涡旋中心的偏差 (°, 彩色点) 。(0, 0) 表示季风涡旋的位置。五角心表示GFS分析资料中台风相对于季风涡旋的位置。
上述研究成果指出，除了关注导致异常减弱的物理机制外，还需要促使预报员关注季风涡旋及与其相关的重要过程在现有预报产品中的表现，这对于改进预报模式和提高热带气旋强度预报水平至关重要。目前相关成果已发表在美国气象学会杂志《Monthly Weather Review》上。
论文信息：
Liang, J., L. Wu, C. Xiang, and Q. Liu, 2024: Why Was the Weakening of Typhoon In-fa (2021) to the East of Taiwan Island Not Forecasted in the GFS?. Mon. Wea. Rev., 152, 967–985, https://doi.org/10.1175/MWR-D-22-0262.1.