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西北太平洋上的“猛虎”——台风的一生

2023-08-28 浏览:

在全球的许多海域都可以产生,其中在东太平洋和北大西洋的叫飓风,在印度洋和南太平洋的叫旋风,在西北太平洋的叫台风。

它们虽然名称不同,但生成、运作的机理是相同的,也就属于同一类型的天气系统。那么,热带气旋是怎么诞生的呢?

图1 世界热带气旋责任海区分布图。诞生于区域IV的热带气旋称为台风。

图2 1950-2018年各海区热带气旋轨迹图,可见台风的活动十分频繁,占据所有热带气旋中的重要地位在广袤的热带海面上,海水经过阳光的暴晒,已经拥有了深厚的温暖水体温暖的水面蒸发迅速,产生出大片湿润的水汽丰富的空气。

这时,大气中发生一个扰动,可能是季风的吹拂,可能是热带大气的波动,可能是高空冷涡的影响,总之,暖湿空气开始向着一个中心运动大量暖湿空气被扰动带来,堆积在中心,升腾到空中,因为高空温度较低,水蒸气遇冷凝结成小水滴。

众所周知,水蒸气液化的过程是放热的,于是水蒸气在空中的液化,就加热了空气,使得空气变得更轻,也就更容易上升上升气流越来越强,也就需要越来越多的空气从四面八方汇入,水汽便随之源源不断地汇入,更多的水汽凝结,也就释放更多的热量,促使上升气流变得更强。

于是我们发现这里出现了一个正反馈调节:水汽凝结助长上升气流,上升气流带来更多水汽,更多水汽的凝结又产生更强的上升气流随着循环的进行,上升气流越来越强,四周汇入的空气越来越多,受到地转偏向力的影响,汇入的空气开始绕中心旋转,。

当旋转的最大风速达到8级时,台风就诞生了。

上面的论述我们可以看出,。

台风诞生的关键就是建立起水汽凝结和上升气流之间的正反馈调节(也叫台风的“发动机”),因此,我们也不难猜测,台风并不是在任何区域都可以生成的在陆地上和较冷的海面上,因为没有足够的水汽,无法启动台风发动机,也就一般无法生成台风。

在低空的风向和高空的风向差别很大的地区,台风的高低层被风吹“歪”了,台风发动机也随之变得畸形,高空的水汽凝结无法有效地引起低层上升气流汇入的增强,也就难以生成台风另外,在纬度特别低的地区,由于没有足够的地转偏向力,汇入中心的气流无法旋转起来,台风也就退化成普通的对流云团,而不会酝酿更大的风暴。

因此,台风生成的区域需要具备以下条件:温暖的海面,高空低空风向差别不大,纬度不能太低。

据风速由小到大的不同,我们可以将其分为:。

热带风暴级、强热带风暴级、台风级、强台风级、超强台风级风力依次增大美国对于飓风有另外一种类似的分级方法,分别是热带风暴级、C1级、C2级、C3级、C4级、C5级分级不同,目的却是相似的,即通过播报台风的级别,告诉人们台风强度的信息,以让人们做好心理和物质上的准备。

级别呢?幸运地,答案是否定的许多台风终其一生都呆在热带风暴级,有些台风缓慢地爬升到台风级,还有些台风稳步增强到超强台风级,甚至有台风连跳几级,在短短一天内冲上超强台风级。

那么,约束和利于台风增强的因素有哪些呢?

海洋热容量和海面温度海面温度越高、海洋热容量越大,台风所能获得的能量就越多,对台风增强就越有利。如果台风滞留一处时间太长,把该处海温消耗殆尽,台风就会迅速减弱。

图6 2018年台风潭美滞留前后对比图可见其对流衰弱、风眼变得不规则,颜值和强度一起也直线下滑。

高空流出条件我们知道台风是把低层的空气抬升到高层,空气抬升上去之后,总要有地方去,所以空气向四面八方流走。如果四周的流出条件比较好,空气流出就顺畅,从而有利于更多暖湿空气的上升,有利于台风增强。

图7 良好的高空流出条件是2019年2月奇迹台风蝴蝶增强的法宝。图中台风北侧飘逸的“头发”,正是其高空水汽随西风槽流出而形成的针状云。从动图中我们可以看到气流在北侧高速流出。

垂直风切变这个名词的意思就是上一节中提到的高层风向与底层风向的不一致。如果垂直风切变过大,台风的高低层分离,身首异处的台风当然不会强到哪里去。

图8 图七所示台风一天后的样子。西风槽带来的垂直风切变使其身首异处,只留下一个底层环流中心苟延残喘,渐渐消亡。

水汽条件台风的空气从低空的四面八方流入,如果周围的空气很干燥,那么台风就容易水汽不足,没有足够的水蒸气来凝结放热驱动“台风发动机”,也就难以快速增强。

整合速度有时候,台风在形成时并不只产生了一个中心。如果台风雏形有多个中心,那么快速整合是加强到较高强度的必要条件。否则,就会“兄弟阋于墙”,中心内战导致台风整体强度的萎mi

好,那么台风就有可能发展到超强台风级,成为一个真正成熟的台风03台风的成熟随着台风不断增强,台风螺旋运动导致的惯性离心力使得对流区域逐渐甩离中心,台风的中心反而风雨变小,甚至露出蓝天白云。

这一在台风强大后,在台风中心出现的对流衰弱区域被称为台风眼在太空中看,台风眼就像台风狂风暴雨的云团簇拥下的一只平静的眼睛台风眼的形成是一个台风真正成熟的标志。

图11 成熟台风的台风眼与环流台风眼是台风气压最低的区域,从台风眼向外,首先映入眼帘的是一堵高速旋转的云墙,这就是台风的眼墙(或称眼壁),这里是台风风速最大的区域眼壁向外,有一片近似圆形的区域,那里对流旺盛,且被眼壁积雨云的云顶覆盖,这里被称为。

中心密集云区(CDO)再向外,台风伸展出一条条的螺旋雨带,越向外,风雨越小在台风的最外围区域,受到台风外围下沉气流的影响,往往晴空万里,酷热难耐,这种台风导致的高温天气被人们形象地称为“吃下沉”

图12 成熟台风台风眼以外的结构如何判断一个台风的强度呢?根据德沃夏克热带气旋分析法,台风的强度主要考察两个因素:CDO云顶的温度和风眼的温度如果CDO代表极其低温(一般低于零下六十度)的色阶成环且宽度足够,同时风眼温度达到较高温度(一般零度以上),可以说台风已经达到了极强的强度。

图13 图3中的台风烟花登陆前的状态其CDO的云顶温度冷却到了接近-90℃,同时风眼由于强烈的下沉气流,云顶温度达到20℃110℃的温差,巨大的能量浓缩在百公里的尺度内,展现着自然的极端暴力之美台风成熟以后,经常会进行一个被称为

眼壁置换的过程成熟的台风就像是一个巨大的抽水机,将四面八方涌来的水汽吸入眼壁,抬升到高空再吹向四方但是,总有一些水汽没等到达眼壁就提前上升激发强对流了如果提前上升的水汽激发的强对流区围绕着眼壁形成了一个圆,台风便形成了。

“大眼套小眼”的双眼墙结构出现双眼墙结构后,由于能量渐趋分散,台风会有一定程度的减弱,直到内眼在外眼的水汽隔绝下逐渐消失,外眼成为唯一的眼墙,台风才会重新加强需要指出的是,不是所有的台风都能够眼壁置换成功,如果失败,台风就难以达到很高的强度。

图14 台风“利奇马”登陆前呈现“双眼皮”状态若不是这种结构导致台风减弱,浙江将蒙受更大的损失04台风的消亡万事万物有开始就有终结台风的结局又是怎样的呢?多种多样有的台风登入陆地,在地形摩擦和水汽隔绝下渐渐消失;有的台风闯入温带,在锋面的作用下变性为温带气旋;有的台风不慎跌入垂直风切变的陷阱,被拦腰斩断迅速消亡;有的台风一头扎进冰冷的水域,发动机渐渐熄火抛锚……。

图15:2018年台风山竹登陆菲律宾,结构被破坏一般的台风从生成到消亡有几天的生命周期,在这几天里,它们聚集能量,展露锋芒,裹挟狂风巨浪,最终悄然消亡当然也有长寿的台风,比如2017年的台风奥鹿,在其它台风的牵扯下,徘徊了18天才登陆日本消亡殆尽。

它中间经历了曲折坎坷,峰回路转的生命历程,有兴趣的朋友可以去看一下它的云图shiping,感受台风带给我们的生命的力量

于人类,是利大于弊的存在虽然台风会给登陆地带来风毁,带来不必要的暴雨洪涝等,但它还承担着平衡地球气候的重任。

如果没有台风,温带会更加干旱、冰冷,而热带则会是一片蒸笼下的泽国有时候,剧烈的现象之所以发生,是因为这是避免更剧烈的现象发生的手段台风看似暴烈,实则维护着更深的和谐。

END