台风路径预报是防灾减灾的重要基础，但其可预报性仍受到初始条件误差增长的限制。传统观点普遍认为，路径预报误差主要来源于台风周围大尺度环境场的不确定性，而台风内核区域的误差主要影响强度变化，对路径影响相对有限。然而，近年来越来越多研究表明，台风内核与环境之间存在复杂的双向相互作用，其对路径演变的影响可能被低估。

针对这一问题，我系研究员冯杰课题组基于高分辨率HWRF模式，对台风“灿鸿”（2020）和“美莎克”（2020）开展了分区域初始扰动集合试验（图1），定量评估不同空间区域初始误差对路径不确定性的影响，并进一步分析其动力机制。

研究采用“完美模式”框架，将初始误差分别限制在台风内核区、近环境区和远环境区，通过比较不同区域扰动所产生的路径离散度，分析各区域误差对路径不确定性的相对贡献（图2）。结果表明，台风路径对区域初始误差的敏感性具有明显个例依赖性。对于台风“美莎克”，环境区域初始误差是路径不确定性的主要来源，而内核扰动的影响相对较弱。相比之下，对于台风“灿鸿”，内核区域初始误差对路径预报误差的贡献则高于环境扰动的影响（图2）。

分析PertD03试验（仅扰动内核区域）发现，对于台风“灿鸿”，初始扰动并未局限于台风内核，而是沿上层出流通道向外传播，在预报早期进入近环境区域，并逐渐与台风西北侧的中纬度西风槽发生联系。相比之下，台风“美莎克”的内核扰动主要被限制在涡旋内部，对外部环境场影响较弱，因此其路径不确定性仍主要受环境区域初始误差控制（图3）。

研究表明，内核区域误差影响路径并非简单的局地过程，而是取决于台风内核与大尺度环境之间的相互作用。当台风靠近中纬度西风槽、且未发生快速增强时，内核初始误差可以沿出流通道快速进入西风槽前并对槽结构进行调制，进而影响路径演变；而当台风距离西风槽较远并处于快速增强阶段时，内核扰动更多约束于台风核心区域，对路径的影响相对有限。这一发现突破了传统“环境控制路径、内核控制强度”的认识，揭示了特定环境条件下台风内核区域误差主导路径误差增长的机制。

相关研究成果已于2026年5月被《Monthly Weather Review》。复旦大学大气与海洋科学系硕士生刘靓颖同学为论文第一作者，冯杰研究员为通讯作者。合作者还包括南京信息工程大学李青青教授和国家气象中心陈博宇高级工程师。

Liu, L., J. Feng*, Q. Li, and B. Chen, 2026: Sensitivity of Tropical Cyclone Track Predictability to Initial Condition Errors in the Inner and Environmental Regions. Mon. Wea. Rev., DOI: https://doi.org/10.1175/MWR-D-25-0242.1.

图1 台风“灿鸿”（a–f）和“美莎克”（g–l）在选定时刻的环流演变。a–c、g–i为观测结果（Obs），d–f、j–l为控制试验（Ctrl）。黑色等值线表示500 hPa位势高度场，灰色矢量表示500 hPa水平风场。阴影表示Ctrl与Obs之间的500 hPa位势高度差（Ctrl − Obs）。红色曲线和蓝色曲线分别表示观测路径和控制试验模拟的台风路径。外框为D01区域（远环境区），紫色和棕色方框分别表示用于敏感性试验的D03区域（台风内核及雨带区）和D02区域（近环境区）。

图2 台风路径误差随时间的演变。以控制预报（Ctrl）为参考，展示集合平均误差（实线）及最大—最小范围（阴影），对应不同区域扰动试验：PertD01（红色）、PertD02（蓝色）、PertD03（黑色）。(a) 台风“灿鸿”；(b) 台风“美莎克”。

图3 PertD03试验中“灿鸿”（a1–a6）和“美莎克”（b1–b6）在选定预报时段的200hPa扰动幅度演变。阴影表示位势高度的集合平均扰动；绿色等值线表示比湿扰动（间隔0.02g kg⁻¹）；红色等值线表示温度扰动（间隔0.5K）；黑色等值线表示控制预报200hPa位势高度场（间隔40 gpm）。图中两个蓝色圆圈标示台风中心的径向距离350km和650km。

图4 台风“灿鸿”（左）与“美莎克”（右）内核扰动与环境交互示意图。