风切变，雨先知——2026年台风“红霞”螺旋雨带横扫香港国际机场：风切变预测

作者: Chi-Chiu CHEUNG, Wai-Pang SZE

校对: Alex Hui

在刚过去的周末，台风 “红霞” (Noul, 国际编号2612) 在我国广东东部沿海登陆，带来持续强风和暴雨，也是今年迄今为止登陆我国的最强台风。 “红霞”于2026年7月23日在西北太平洋形成，随后逐步增强，相继达到强热带风暴及台风级别，并于26日凌晨加强为强台风，在广东省惠州市惠东县平海镇登陆，登陆时中心附近最大风力达14​​级。 25日“红霞”逼近广东沿海时，其外围螺旋雨带扫过香港国际机场 (HKIA) 区域，使机场周边监测到明显的风切变 (wind shear) 信号，引发了航空气象界的高度关注——这种风切变信号能否被提前精准捕捉？

联科CPAS风切变预测模式

风切变是指在相对较短的距离内风速或风向的变化。 当飞机在低空起飞或降落时遭遇风切变，空速与升力会突然改变，威胁飞行安全。本文聚焦于台风“红霞”螺旋雨带引发的风切变事件。该事件发生于台风主体尚未直接影响香港之前，其外围雨带扫过香港国际机场周边，具有局地性与突发性，所引发的风切变在时空分布上表现出较高的随机性。由于传统气象预报模式较难精准捕捉这种短时间内快速演变的中小尺度风场变化，该事件是检验模式对台风外围雨带结构及伴随风场变化模拟能力的典型个例。.

目前，联科集团的CPAS大气模拟团队正基于200 米水平分辨率的 CPAS 系统 [1] ，开展每日业务化运行试验，对香港国际机场 (HKIA) 实施风切变预测。CPAS 系统每天运行两次，分别采用 00Z 和 12Z 的 NCEP-GFS 数据作为初始场。在有限计算资源条件下，我们实现了1:4 的计算时效比，即每1小时计算耗时对应4小时模式积分时长，并将模拟结果实时更新到展示平台网站 https://demo.cpas.earth/aviation/map 。

METAR （机场例行天气报告），是专门写给飞行员、塔台管制员与航空从业人员的机场天气实况简报，能让飞行员在起飞或降落前迅速掌握机场当前的最新气象状况，其中包含了风切变(WS) 信息。下表展示了 2026 年 7 月 25 日 10:30 至 12:30（UTC，北京时间/香港时间为 UTC+8）香港国际机场（ICAO 代码：VHHH）发布的 METAR 信息。

表1：2026 年 7 月 25 日 10:30 至 12:30 UTC香港国际机场的 METAR 信息。数据来源于 ogimet.com。有关METAR报文的解读方法，请参阅此 页面 。

据上述METAR记录显示，香港国际机场分别在7月25日11:00 UTC 和12:00 UTC 两个整点前的30分钟观测窗口内报告了风切变（WS R07R，即 07R 跑道存在风切变）。这表明机场周边在 10:30–11:00 UTC 及 11:30–12:00 UTC 两个时段内均发生了风切变事件。

共有两次CPAS模式的风切变预测业务化运行结果覆盖了上述关键时段（7月25日 10:00 UTC 至 12:00 UTC）。两次数值模拟的起报时间（初始场时次）分别为7月24日00UTC（以下简称24_00）及同日12UTC（以下简称24_12）。两次试验均采用 NCEP-GFS 数据作为CPAS全球模式系统的初始输入场。在此基础上，以CPAS全球模式的输出结果为初始条件及侧边界条件，进一步驱动覆盖香港国际机场（HKIA）周边区域的高分辨率区域模式，其水平网格距精细至200米，以满足机场终端区尺度风切变预测的精细化需求。

7月24日00UTC预测结果（试验 24_00）

我們首先分析试验 24_00 中的CPAS全球模式预测输出。该组预测产品于7月24日05:44 UTC 至05:48 UTC 期间完成计算并推送至展示平台，而自初始场时刻起算，其预测提前量逾1天以上。分析结果表明，CPAS全球模式成功模拟了热带气旋“红霞”的涡旋核心区及外围螺旋雨带的大尺度结构特征，展现了其对台风结构演变的模拟能力。

图1：试验 24_00 中CPAS全球模式预测的雷达反射率，对应时刻为2026年7月25日10:00UTC。该图像截取自展示平台网站界面，可通过链接在线查看。

而分辨率达200米的区域模式预测产品则于2026年7月24日13:06UTC至13:36UTC期间完成计算并输出，自模式初始场时刻（2026年7月24日12UTC）起算，预测提前量约21小时。高分辨率的区域模式同样清晰地模拟了台风外围螺旋雨带的回波结构，具体如图像所示：

图2：试验 24_00 中分辨率达200米的CPAS区域模式所模拟的雷达反射率，对应时刻为2026年7月25日10:00UTC。该图像截取自展示平台网站界面，可通过链接在线查看。

而模式所预测的10米水平风场分布如下：

图3：试验 24_00 中分辨率达200米的CPAS区域模式所模拟的地表10米高度水平风场分布图，对应时刻为2026年7月25日10:00UTC。该图像截取自展示平台网站界面，可通过 链接在线查看。

由于CPAS模式的输出数据为三维空间分布，因此，我们可将预测风场及湍流指示参数—涡旋耗散率 (EDR) [3] 插值至飞机起降滑道轨迹 (glide paths)，以获取飞机沿进近（着陆）与离场（爬升）路径所遭遇的逆风 (head wind) 分量及涡旋耗散率 (EDR) 预测值。

图4：试验 24_00 中分辨率达200米的CPAS区域模式所模拟的飞机起降滑道轨迹 (glide paths)所遭遇的逆风 (head wind) 分量及涡旋耗散率 (EDR) 预测值，对应时刻为2026年7月25日10:00UTC。（注：本次CPAS区域模式的初始场取自CPAS全球模式预测时效为“T+6小时”的预测场，因此绘图工具所标注的初始时刻为“2026-07-24_06:00:00”，特此说明。）

预测结果显示，在 7 月 25 日 10:00 UTC，除 25RA 航道外，其余各起降航道均预测有风切变发生。其中，07CA 及 07LA 航道的风切变强度预测峰值分别达到 +28.0 节 / 0.8 海里与 +38.6 节 / 1.4 海里。另一方面，模式预测的风切变发生时间较 METAR 记录的实际报告时间（11:00 UTC）偏早约半小时至一小时。总体而言，试验 24_00 的CPAS模式对是次台风雨带风切变事件展现出较好的预测能力。

7月24日12UTC预测结果（试验 24_12）

对比来看试验 24_12 的预测结果：在试验 24_12 中，分辨率达200米的CPAS 区域模式所模拟的台风“红霞”螺旋雨带结构相对模糊；三维预测风场数据也显示，在关注的时段与空间范围内，预测结果未识别出符合风切变判定标准的显著信号。

图5：试验 24_12 中分辨率达200米的CPAS区域模式所模拟的雷达反射率，对应时刻为2026年7月25日08:00UTC。该图像截取自展示平台网站界面，可通过 链接在线查看。

图6：试验 24_12 中分辨率达200米的CPAS区域模式所模拟的地表10米高度水平风场分布图，对应时刻为2026年7月25日08:00UTC。该图像截取自展示平台网站界面，可通过 链接在线查看。

小结

据我们所知，本系统为首个具备提前一天预测能力的风切变数值预测系统。值得一提的是﹐CPAS系统在模拟香港国际机场周边其他常规天气现象时均展现出了较高的预测能力。本文之所以选取本次台风螺旋雨带的个例作分析，是因为在台风“红霞”主体尚未逼近香港前，其外围螺旋雨带扫过本地所引发的风切变具有随机性，而在两次模式试验中，其中一次的预测结果较好地匹配了实测的风切变信号。

我们的后续研究工作将聚焦于对地形诱导型风切变事件的预测分析，重点评估气流过山所引致的低空风场扰动，及其对机场终端区飞行安全的影响。

有兴趣的读者可访问我们的数据展示平台 https://demo.cpas.earth/aviation/map ，查看更多日常预测结果与产品。

[1]: 联科大气模拟平台 CPAS 是团队拥有技术知识产权的先进全球数值天气预测模式，可在MPAS-A（跨尺度大气预测模型）上实现“自定义生成非结构化网格（CUMG）”和“分层时间步长（HTS）”，将有限计算资源最优化地分配在需要加密分辨率的区域，满足不同行业对精细化预报的需求，可根据各行业的具体需求量身定制最优解决方案。CPAS已应用于区域高分辨率（如200m）预测、风电场中短期预测、航道中长期预测等业务领域。 (https://cpas.earth/)

[2] 目前，业务化风切变预测产品尚处于试验阶段，在有限计算资源下稳定运行。在实际业务部署中，CPAS模式系统具有良好的并行计算可扩展性，可有效利用大规模计算集群资源，因此我们可通过增加高性能计算（HPC）节点以进一步缩短计算耗时。

[3] 涡旋耗散率（Eddy Dissipation Rate, EDR） 是量化大气湍流强度的指标，代表湍流动能转化为热能的耗散速率。高 EDR 值通常代表该区域存在强湍流风险，对飞行安全构成威胁。