臺風是如何形成的
在熱帶洋面上經(jīng)常存有許多弱小的熱帶渦旋,我們將它們稱為臺風的“胚胎”,因為臺風都是由這種弱小的熱帶渦旋發(fā)展起來的。在洋面上出現(xiàn)的大量熱帶渦旋中,大約只有10% 能夠發(fā)展成臺風。一般來說,一個臺風的生成,需要具備以下幾個基本條件:首先,要有足夠廣闊的熱帶洋面,以提供充足的水汽;其次,從洋面到 60 米深的海水里,水溫都要高于 26.5℃。當海水表面溫度高于 26.5℃時,會加快蒸發(fā),形成水汽上升,這樣一來,中央就形成了一個熱帶低壓中心。熱空氣越升越高,遇冷凝結(jié)的過程中會持續(xù)放熱。于是,低壓中心也就越來越熱,氣壓相對周圍而言越來越低。四面八方的冷空氣涌向中央,在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下,氣團在北半球開始沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)(南半球是沿順時針方向旋轉(zhuǎn))。隨著離心力越來越大,氣團就像洗衣機工作時產(chǎn)生的旋渦一樣,中間慢慢形成一個洞,這就是臺風眼。不過,這些都只是臺風產(chǎn)生的必要條件,具備這些條件,不等于一定會生成臺風。臺風生成是一個復雜的過程,我們至今尚未徹底弄明白。
臺風形成后,一般會離開發(fā)源地,并經(jīng)歷發(fā)展、成熟、減弱和消亡的演變過程。一個發(fā)展成熟的臺風,氣旋半徑一般為 500 ~ 1000 千米,高度可達 15 ~ 20 千米。臺風由外圍區(qū)、最大風速區(qū)和臺風眼三部分組成。外圍區(qū)的風速從外向內(nèi)增加,伴有螺旋狀云帶和陣性降水。最強烈的降水產(chǎn)生在最大風速區(qū),它與臺風眼之間有環(huán)形云墻。臺風眼位于臺風中心區(qū),臺風眼區(qū)的風速、氣壓均為整個臺風中的最低,天氣一般表現(xiàn)為無風、少云和干暖。隨著臺風的加強,臺風眼會逐漸縮小、變圓。而弱臺風以及發(fā)展初期的臺風,在衛(wèi)星云圖上往往無清晰的臺風眼。
為何臺風有眼
由于臺風內(nèi)的風沿逆時針方向吹動,使中心空氣發(fā)生旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)時造成的離心力,與向中心旋轉(zhuǎn)吹入的風力互相抵消,導致強風不能再向中心聚合,因此形成了臺風中心數(shù)十千米范圍內(nèi)的無風現(xiàn)象。并且,因為空氣下沉增溫,臺風眼內(nèi)云消雨散。
臺風眼通常位于臺風中心平均直徑約為 40 千米的圓形區(qū)域內(nèi)。由于臺風眼外圍的空氣旋轉(zhuǎn)得很厲害,在離心力的作用下,外面的空氣不易進入臺風的中心區(qū)內(nèi),因此臺風眼區(qū)就像由云墻包圍的孤立的管子。在它里面的空氣幾乎是不旋轉(zhuǎn)的,風很微弱。
臺風眼真的是圓形的嗎
臺風眼的直徑一般為 30 ~ 60 千米,也有小到 8 千米或大到 200 千米的臺風眼。除了最常見的圓形,臺風眼也有橢圓形或不規(guī)則的形狀,有時氣象學家們甚至可以觀測到多邊形的臺風眼。常見的多邊形的臺風眼有三到六條邊的結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn),臺風眼的形狀的變化可能與臺風強度變化有密切關(guān)系,因為臺風眼的形狀變化實際上是臺風內(nèi)部動力學演變的體現(xiàn)。在熱帶氣旋發(fā)展初期,眼區(qū)形狀一般不規(guī)則,范圍也較大;而當熱帶氣旋強烈發(fā)展時,眼區(qū)范圍縮小成圓形,并呈軸對稱分布。
臺風為何會登陸
熱帶氣旋移動的方向和速度取決于作用于熱帶氣旋的動力。動力分內(nèi)力和外力兩種。內(nèi)力是熱帶氣旋內(nèi)部因南北緯度差異造成的地轉(zhuǎn)偏向力差異所引起的向北和向西的合力,熱帶氣旋范圍越大,風速越強,內(nèi)力就越大。外力是熱帶氣旋外圍環(huán)境流場對氣旋的作用力,即引導力,這就好比一個在河里轉(zhuǎn)動的旋渦隨著河流的方向漂移一樣。
內(nèi)力主要在熱帶氣旋初生成時起作用,外力則是操縱熱帶氣旋移動的主導作用力,因而熱帶氣旋基本上是自東向西移動。臺風登陸地點主要由副熱帶高壓的位置決定,當副熱帶高壓在臺風東邊的時候,副熱帶高壓就推著臺風一路向西北走,所以臺風就登陸了。副熱帶高壓的力氣很大,有時候推兩到三個臺風都不在話下。
臺風登陸的定義是“臺風中心整體移動到陸地上”。也就是說,臺風中心的登陸地點就是臺風的登陸地點。因為臺風不一定都有臺風眼,所以“臺風眼到達陸地”的說法是不完全準確的。確定臺風登陸地點是一個非常復雜的過程,要對氣壓、風速、大氣環(huán)流等多種相關(guān)數(shù)據(jù)進行綜合分析,才能得出結(jié)論。在確定臺風登陸點時,氣象專家們首先需要分析各地氣象站上報的臺風實況資料,如氣壓、風速等;其次,還需要通過雷達和衛(wèi)星監(jiān)測臺風中心的經(jīng)緯度和路徑,鎖定臺風位置。由于臺風天性“頑劣”,路徑多變,各地氣象部門所監(jiān)測的數(shù)據(jù)也會略有不同,因此在確定臺風登陸地點時,氣象專家們往往會進行會商,最終給出結(jié)論。
我國的臺風中心定位統(tǒng)一由國家氣象中心(中央氣象臺)確定,并以文本形式告知各省區(qū)市,再由各地的計算機根據(jù)臺風中心點的準確經(jīng)緯度還原臺風的移動路徑。
強臺風是否一定會帶來狂風暴雨
2019 年 8 月,登陸我國的第 7 號臺風“韋帕”上演了最具戲劇性的一幕?!绊f帕”首次在我國登陸時,強度僅為熱帶風暴級,其中心附近最大平均風速為 23 米 / 秒。但它卻在我國南部沿海徘徊了三天三夜,致使海南、廣東、廣西等地出現(xiàn)暴雨和大暴雨。
從歷史數(shù)據(jù)上看,臺風強度越大,通常會帶來更大的降水量。歷史上大多數(shù)“霸王級”臺風,往往帶來比較大的降雨量。但是,強臺風不等于強降雨,因為不排除有“空臺風”或“干臺風”的存在。所謂“空臺風”或“干臺風”, 是指臺風強度雖然較大,但登陸前后帶來的降雨量卻不大的臺風。比如 2011 年的第 9 號臺風“梅花”,它在經(jīng)過浙江省舟山市東南方兩三百千米的東海洋面時,中心附近最大平均風力 14 級(45 米 / 秒),級別達到了強臺風級,當時它被網(wǎng)友們戲稱為“梅超風”,但它并沒有給浙江省帶來大范圍的降雨。原來“梅花”在這段移動過程中,吸收了過多低溫干燥的冷空氣,降雨云系被打散,沒有了云,自然也就沒有了雨。因此,后來它又被網(wǎng)友們戲稱為“梅干菜”。反觀某些看上去結(jié)構(gòu)松散、不起眼的弱臺風,疊加其他條件可能會帶來可怕的影響。
盡管臺風登陸常伴隨著狂風、暴雨和風暴潮,但在給人類帶來災害的同時,它也會帶來一些益處。例如,臺風給人類送來了豐沛的淡水資源,對改善淡水供應和生態(tài)環(huán)境具有十分重要的意義。此外,臺風還使世界各地冷熱保持相對均衡——赤道地區(qū)氣候炎熱,若不是臺風帶來大量降水,驅(qū)散這些熱量,熱帶將會更熱,寒帶將會更冷,溫帶也會從地球上消失??偠灾_風太多不行,沒有臺風也不成。
(燦爛摘自龍源期刊網(wǎng))