项目简介
每一季的基础风场与气压场(副高脊位、东风急流强度、西风带强弱等大尺度参数)都是随机生成但物理自洽的。 因此不同季节的台风数量、路径走向、强度上限各不相同,可反复"开季"观察不同的结果。
流体演化,不是动画
风场 / 气压场逐小时推进演化,台风是场里长出的涡旋。
环境驱动生成
是否生成由海温、风切变、辐合带与季节相位共同决定,夏秋多、冬春少。
连续季节,新旧并存
系统在演播中陆续出现,而不是一次性摆好;可随时催生新台风而不影响已有系统。
三者严格一致
卡片强度、地图风场、鼠标读数由同一套物理量换算,彼此不会互相打架。
功能一览
一、场景生成与参数
| 连续季节模拟 | 一次开季可连续演播多场台风,新旧系统并存;每季的基础风场 / 气压场随机生成但物理自洽。 |
| 随机种子 | 留空=每次随机;填入数值可复现同一季,左下状态栏会显示当前种子,便于反馈问题。 |
| 起始日期 | 精确到小时;决定所处季节相位,直接影响生成潜势(8–9 月最盛)。 |
| 开启新一季 | 以当前参数重置并重新演算。 |
| 催生新台风 | 在当前时刻就地注入一个新系统,已有台风保持不变、继续演进。 |
| 历史回放 | 内置 12 个真实个例:杜苏芮 2023、利奇马 2019、山竹 2018、威马逊 2014、烟花 2021、海燕 2013、泰培 1979、蝴蝶 2019、莫拉克 2009、桑美 2006、云娜 2004、天鸽 2017(均为教学简化示意)。 |
二、演播与时间控制
| 播放 / 暂停 | 开始或暂停时间推进。 |
| 回到起始 | 时间轴归零(不重置场景)。 |
| 演播速度 | 4 档:0.5 / 2 / 8 / 30 小时每秒。 |
| 时间显示 | 日期 + 时刻,以及「第 X / Y 小时」的进度。 |
| 时间轴 | 拖动回看任意已算出的时刻;拖动时自动暂停,松手后自动续播。 |
| 边播边算 | 只算到播放位置前方约 2 天,暂停后不再继续计算;时间轴长度随演播不断增长,首帧秒出、无需等整季算完。 |
三、台风卡片与 ACE / PDI 统计
| 实时列表 | 「演播」页中部逐条列出当前场景的每个系统。 |
| 卡片内容 | 编号与名字、等级色点、当前风速、中心气压、经纬度位置。 |
| 等级标签 | 热带扰动 / 热带低压 / 热带风暴 / 强热带风暴 / 台风 / 强台风 / 超强台风。 |
| 待生成 | 尚未到生成时刻的系统显示「将于第 X 小时形成」。 |
| 消散汇总 | 消散后整卡转为生命史口径:峰值风速、最低气压、最强等级、持续时长。 |
| ACE 累积 | 每个系统显示自己的 ACE(累积气旋能量):按国际通行算法,每 6 小时取一次风速、只计入热带风暴及以上(≥17.2 m/s)的时刻并平方累加。进行中实时累计,消散后为全程总值。 |
| PDI 累积 | 紧随 ACE 之后显示的 PDI(功率耗散指数):取样规则与 ACE 完全相同(每 6 小时一次、只计 ≥17.2 m/s),区别是把风速立方累加。因为它是立方,强度越高权重越大 —— 一场超强台风对 PDI 的贡献可能远超它对 ACE 的贡献,所以两个数值常用来对比「总量」与「极端强度」;两者量级相近,同一季节里 PDI 相对 ACE 越高,说明强系统的贡献越大。 |
| 本季 ACE / PDI | 左上角的 本季 ACE 显示全季各系统 ACE 之和,随时间轴实时累计,进度条满格参照典型活跃季 300;点击它会在其下方展开一张卡片,按自然月列出各月 ACE 累计值与合计(从起始月到当前月逐月列全,整月没有台风达到热带风暴时显示 0.0)。卡片里的条形是绝对刻度(满格 50),各行可直接横向比较;标了 ※ 的月份表示该月不完整(季初或尚未走完),数值偏低。其下方一行 本季 PDI 是全季各系统 PDI 之和,同样实时累计。 |
| 峰值附注 | 活跃系统在风速后附注历史峰值,以免与消散后的卡片混淆。 |
四、图层与底图
| 底图 | 3 种:高德街道 / 卫星影像 / 暗色(GeoQ)。 |
| 中间层模式 | 3 种:🌬 风场粒子 / 🌀 气压场(正在修复,暂不可用) / 关。 |
| 路径开关 | 显示或隐藏台风轨迹线。 |
| 图标开关 | 显示或隐藏台风图标与强度。 |
| 图例 | 风力色带(0–70 m/s)与台风等级配色两组图例。 |
五、地图交互与查询
| 悬停读数 | 实时显示光标处的风速(m/s)、气压(hPa)、风向箭头。 |
| 节点查询 | 点击路径上的点弹出信息卡:时刻、位置、最大风速、中心气压、移动方向与速度。 |
| 选中高亮 | 被点选的路径节点以黄色圆圈高亮。 |
| 缩放 / 平移 | 滚轮缩放、按住拖动平移,或使用右下角 ± 按钮。 |
| 数据域边框 | 蓝色虚线框标出模拟覆盖的经纬范围。 |
六、仿真逻辑(物理机制)
| 模拟范围 | 逐小时推进,覆盖约 100–152°E / 4–44°N 的西北太平洋海域,分辨率约 1 个经纬度。 |
| 大尺度环境 | 副高脊环流(决定台风能否转向)、信风急流、西风带(含它把转向后的台风一路向东北输送的那部分)、季风槽 / ITCZ,以及引导气流的季节性振荡。 |
| 生成机制 | 生成条件由 海温(≥26.5℃,暖池 28℃ 饱和) × 辐合带 × 低垂直风切变 × 季节相位 共同决定,条件适宜时随机触发,没有固定配额。 |
| 强度演化 | 暖水层厚度、垂直风切变、高空辐散、海洋被搅动后的降温(冷尾迹)等共同决定加强或减弱。越过 30°N 之后,接力供能的不再只是海温,中纬度的温度梯度也参与维持,所以台风能一边减弱一边继续北上。 |
| 冷尾迹 | 台风搅动抽热形成冷尾迹:移速慢的系统反复抽干同一片暖水而自毁,移速快的把尾迹留在身后。 |
| 地形与海深 | 使用真实海拔高程 / 海深浮雕数据(0.25° 网格,覆盖中国大陆、日本、朝鲜半岛、台湾、菲律宾群岛、中南半岛等);登陆与山区地形摩擦使强度明显减弱,出海后环境合适可再增强。 |
| 近地面风 | 按当地海拔与地形起伏折减:高原、山地上空的风明显小于海面同高度(涡旋中心强度不受此折减,避免重复计入)。 |
| 浅水效应 | 按海深处理:大陆架与近岸浅海(约 200–600 m 过渡)抑制增强并附加摩擦,深海不受影响。 |
| 生成门禁 | 按陆地占比概率压制而非硬性排除:陆上生成罕见但并非不可能,陆地占比越高生成概率越低。 |
| 生命周期 | 达到热带风暴(17.2 m/s)后按西北太平洋命名表取名,名字等时间轴真的走到那一刻才显示;区分热带扰动与残余气旋;只按强度与环境自然消散,不设人为寿命上限。 |
| 多涡旋相互作用 | 所有涡旋共享同一流场,会互相牵引、彼此影响。 |
快速上手
- 在右侧面板切到 「场景」 页,选择 「模拟生成」。
- 按需设定参数:随机种子(留空则每次随机)、起始日期(决定季节相位,8–9 月最活跃)。
- 点击 「▶ 开启新一季(重置)」:首帧秒出并自动播放,时间轴与风场随后续演算实时增长。
- 到 「演播」 页播放 / 暂停 / 调速,或拖动时间轴回看任意已算时刻。
- 到 「图层」 页切换中间层(风场粒子 / 关),更换底图,开关路径与图标。
想加戏?
在 「场景」 页点击 「+ 在当前时刻催生新台风」,会在当前时刻就地注入一个新系统, 已有的台风保持不变、继续演进。
界面导航
| 顶栏 | 标题「台风模拟器 · SfNstu TyphoonLab · 星数流光旗下企划」,分三行显示;主界面左上角的 ? 按钮可随时打开本引导页。 |
| ACE / PDI | 左上角:本季累积气旋能量(ACE),含数值与进度条(满格参照典型活跃季 300,超出则满格并转为暖红),随时间轴实时累计;点击可展开各月 ACE 累计卡片,再点一次收起。其下方 本季 PDI(功率耗散指数) 为全季风速立方之和,用来反映极端强度系统的贡献。 |
| 控制面板 | 主界面右侧,含 演播 / 场景 / 图层 三个页签。 |
| 演播页 | 播放控制、演播速度、日期时间、时间轴,以及每个台风的状态卡片(风速/气压/位置/等级)。 |
| 场景页 | 模拟生成:开新一季与催生系统;历史回放:载入内置真实个例。 |
| 图层页 | 底图、中间层显示模式(风场 / 气压场(正在修复) / 关)、路径与图标开关、两组图例。 |
| 状态栏 | 左下角:时间线长度、计算耗时、模拟规模、随机种子与演算状态(种子可用于复现同一季)。 |
| 地图控件 | 右下角缩放按钮;滚轮缩放、按住拖动平移。 |
演播页的控件
- ▶ 播放 / ⏸ 暂停:开始或暂停时间推进。
- ⏮:回到时间轴起点(不重置场景)。
- 演播速度:0.5 / 2 / 8 / 30 小时每秒。
- 时间轴滑块:拖到任意已算小时;拖动时自动暂停,松手后续播。
图标与图例
地图上的台风符号按等级区分,共八种:热带扰动、残余气旋、热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风、强台风、超强台风。图例里画的这些样子,和地图上长的一模一样。
一、地图上的台风符号
图标有四套,在左侧面板的「图层」→ 台风图标里随时切换,只换样子、不影响模拟结果。下面四行就是这四套(都拿「台风」这一级举例)。
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圆环:中心一个实心圆、外面带 4 条风臂的圆环。填充颜色表示等级(见下), 半径随风速增大;整张图一直缓缓自转(约 6 秒一圈,暂停播放时也照转)。 |
| 手绘:手绘风的图形,等级缩写直接画在图形里,所以固定朝向、不旋转。 | |
| 手绘·编号:同款手绘图形,图形本体一直缓缓自转。 | |
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臂包圈:风臂环抱住中心圆盘的样式,缩写画在图形里,固定朝向、不旋转。 |
| 热带扰动(< 10.8 m/s):白色实心圈。系统刚生成、尚未组织起来的增强前期。 这一档与下面的残余气旋在四套里都是同一个圆环样子。 | |
| 热带低压(10.8–17.1 m/s):蓝色实心圈。 | |
| 残余气旋:白色虚线圈。已经发展到过热带低压以上、之后又减弱到 10.8 m/s 以下的阶段。 这一段不会再因为后面重新加强而改回普通扰动。 | |
| #12 海葵 | 系统标签:画在图标右上角的文字,颜色跟着当前等级走(热带低压蓝、热带风暴及以上按等级色、热带扰动与残余气旋为白)。 达到命名标准之后显示「#编号 名字」,之前显示临时编号(如 90W)。 |
二、台风等级配色
分级标准(m/s):<10.8 热带扰动(不计级)· 10.8 热带低压 · 17.2 热带风暴 · 24.5 强热带风暴 · 32.7 台风 · 41.5 强台风 · 51.0 超强台风。
三、路径线型
| 强度分色实线:已发生(或历史)的轨迹,颜色随当时强度变化(白=扰动,蓝=低压,其余按等级色)。 | |
| 每 6 小时位置点:白色小圆点标出轨迹上的等时点。 | |
| 白色虚线:残余气旋段(已减弱)或 模拟预报段(尚未播到的未来路径)。 | |
| ○ | 生成点:每条路径的起点,白色空心圆;历史回放里标的就是该台风的真实生成位置(若生成地在模拟海域以东,○ 会落在地域边框以东一点)。 |
| × | 消散点:路径的终点。配合生成点,一眼可分辨「同一场台风」与「先后两场台风」。 |
| 黄色圆圈:你点选的路径节点高亮。 |
四、场色与读数
- 风场(粒子 / 色块):按风速 0 → 70 m/s 由青蓝 → 绿 → 黄 → 橙 → 红 → 紫渐变。
- 气压场:蓝色 = 低压(气旋中心),暖色 = 高压(副高),与风场满足地转一致。该图层正在修复,暂时无法切换查看。
- 数据域边框:蓝色虚线矩形,表示当前模拟覆盖的经纬范围。
- 鼠标浮层:金色箭头指向「风吹去的方向」,同时显示风速(m/s)与中心气压(hPa)。
交互与技巧
| 鼠标悬停 | 即时弹出该点的风速(m/s)与气压(hPa)读数;箭头指向「风吹去的方向」,浮层不遮挡任何操作。 |
| 点击路径节点 | 弹出该点的节点信息卡:时刻、位置、最大风速、中心气压、移动方向与速度;点空白处关闭。 |
| 点击台风卡片 | 让已淡出的路径重新显示;刚消散的台风可用它把轨迹调回来再看一遍。 |
| 点击本季 ACE | 展开左上角 各月 ACE 累计卡片,按月查看全季 ACE 的分布,再次点击收起。 |
| 拖动时间轴 | 回看任意已算小时;播放中拖动会先暂停,松手后自动续播。 |
| + 催生新台风 | 在当前时刻就地注入新系统,不影响已有台风。 |
| 缩放 / 平移 | 滚轮缩放,按住左键拖动平移;也可用右下角 ± 按钮。 |
物理与说明
实时计算
演算只推进到播放位置再往前一点,暂停后不再继续计算,因此首帧秒出、无需等待整季算完。时间轴长度会随演播不断增长。
环境驱动生成
系统是否生成,由海温(≥26.5℃)、垂直风切变、辐合带与季节相位共同决定的潜势触发,而非固定配额。 因此夏秋多、冬春少,冬季也可能出现弱扰动。生成带没有人为的纬度边界,北界由这几条条件自己收住。
台风能走多远
台风生成后先向西或西北移动,到副高脊附近开始转向;越过脊线后嵌进西风带,一路向东北走。 越往北,海温越低、风切变越强,系统一边减弱一边前进 —— 有的能走到日本、朝鲜半岛一带才消散, 有的一转向就没了,取决于当时的引导气流、海温与路径上有没有陆地。
转向北上时衰减是平缓的:越过北纬 30 度的台风多数仍保持热带风暴级,越过时的强度中位数约 20 m/s, 一年约 7 场能越过北纬 30 度、约 5 场能越过北纬 32 度。因为夏末的西北太平洋, 26.5℃ 一线的暖水能顺着黑潮北伸到北纬 33~35 度,中纬度的温度梯度也会接力供能。
命名与消散
- 达到热带风暴(17.2 m/s)才按命名表取名,未达标准只有临时编号。
- 强度演化包含陆地 / 山地衰减:穿越中央山脉、吕宋山地、海南五指山会明显减弱,出海后环境合适可缓慢再增强。
- 登陆不会立刻倒下:从踏上陆地到掉出命名级(17.2 m/s),多数系统要走一天左右,登陆 6 小时后大致还能保留登陆时的七成。 穿越吕宋、台湾这类并不宽阔的地形,约八成能在另一侧出海后重新回到命名级继续西行 —— 现实中台风穿菲律宾、台湾之后同样如此; 而真正深入内陆的会一路减弱到消散,山地、高原一带减弱得更快。
- 近地面风按海拔与地形折减,高原、山地风明显偏小;浅海(大陆架)抑制增强并有额外摩擦。
- 生成门禁为概率压制:陆地上生成罕见但非零,陆地占比越高概率越低。
- 消散由强度与环境自然决定(持续减弱到无法再维持涡旋),不设人为寿命上限。
版本与更新
站点封面(首页)把版本分成三条通道:正式服是已经定稿的稳定版本,先遣服是正在开发、先一步更新的版本,老版本存放已被取代的历史版本。 每个版本都能从封面直接进入它的使用引导,或查看它对应的更新报告。
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声明与来源
数据与内容来源
| 地形与海深 | ETOPO1 全球地形 / 海深一体化数据集(NOAA / NCEI,公共领域 / public domain),经 OpenTopoData 公开接口取点,整理为 0.25° 海拔高程浮雕网格(陆地 > 0 / 海洋 < 0,取值为海深)。资源随项目自带,运行时只读本地文件、不联网。 |
| 台风命名表 | ESCAP/WMO 台风委员会西北太平洋和南中国海热带气旋命名表,依官方页面顺序收录 140 名。 |
| 内置历史个例 | 杜苏芮 2023、利奇马 2019、山竹 2018、威马逊 2014、烟花 2021、海燕 2013、泰培 1979、蝴蝶 2019、莫拉克 2009、桑美 2006、云娜 2004、天鸽 2017 —— 教学简化示意数据,坐标与强度经概化,非官方档案精确轨迹,不可用于预报与决策。 |
| 风场 / 气压场 | 全部由本项目实时演算生成,非观测数据。 |
第三方开源组件
| Leaflet 1.9.4 | 地图交互库,BSD-2-Clause 许可,© Volodymyr Agafonkin 及 Leaflet 贡献者。随本项目自带(含许可文本),不依赖外部 CDN。 |
| 地图瓦片 | 底图分别来自 高德地图 / 智图 GeoQ,版权归各服务提供方所有,界面左下角已标注署名。瓦片的使用须遵守各提供方服务条款。 |
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