2023年第七、八期合刊 那些你不知道的台风冷知识

2023-07-31

浙江省地处沿海,台风是影响浙江省主要的自然灾害之一,我们时常会在夏秋季节听到它的消息。台风是热带气旋的一种。那么,什么是热带气旋呢?热带气旋指发生在热带或副热带洋面上的低压涡旋,是一种强大而深厚的热带天气系统。

在西太平洋(东半球)生成的热带气旋被称为“台风”

在大西洋和东太平洋(西半球)产生的被称为“飓风”

而诞生于南太平洋和印度洋的被称为“旋风”

我国将西北太平洋和南海的热带气旋按其底层中心附近最大平均风力(风速)大小划分为6个等级,它们分别是:热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风、强台风和超强台风。其中,风力在12级及以上的,统称为“台风”。

热带气旋等级划分表

世界气象组织(WMO)建议根据接近风暴中心海平面上10米高处、10分钟内的平均风速来定级。而我国采用每2分钟测定的平均风速来计算,因此测量到的平均风速会比WMO的定级稍高。



台风是如何形成的

在热带洋面上经常存有许多弱小的热带涡旋,我们将它们称为台风的“胚胎”,因为台风都是由这种弱小的热带涡旋发展起来的。在洋面上出现的大量热带涡旋中,大约只有10%能够发展成台风。一般来说,一个台风的生成,需要具备以下几个基本条件:首先,要有足够广阔的热带洋面,以提供充足的水汽;其次,从洋面到60米深的海水里,水温都要高于26.5℃。当海水表面温度高于26.5℃时,会加快蒸发,形成水汽上升,这样一来,中央就形成了一个热带低压中心。热空气越升越高,遇冷凝结的过程中会持续放热。于是,低压中心也就越来越热,气压相对周围而言越来越低。四面八方的冷空气涌向中央,在地转偏向力的作用下,气团在北半球开始沿逆时针方向旋转(南半球是沿顺时针方向旋转)。

台风结构示意图

随着离心力越来越大,气团就像洗衣机工作时产生的旋涡一样,中间慢慢形成一个洞,这就是台风眼。不过,这些都只是台风产生的必要条件,具备这些条件,不等于一定会生成台风。台风生成是一个复杂的过程,我们至今尚未彻底弄明白。


台风形成后,一般会离开发源地,并经历发展、成熟、减弱和消亡的演变过程。一个发展成熟的台风,气旋半径一般为500~1000千米,高度可达15~20千米。台风由外围区、最大风速区和台风眼三部分组成。外围区的风速从外向内增加,伴有螺旋状云带和阵性降水。最强烈的降水产生在最大风速区,它与台风眼之间有环形云墙。台风眼位于台风中心区,台风眼区的风速、气压均为整个台风中的最低,天气一般表现为无风、少云和干暖。随着台风的加强,台风眼会逐渐缩小、变圆。而弱台风以及发展初期的台风,在卫星云图上往往无清晰的台风眼。



为何台风有眼

由于台风内的风沿逆时针方向吹动,使中心空气发生旋转,旋转时造成的离心力,与向中心旋转吹入的风力互相抵消,导致强风不能再向中心聚合,因此形成了台风中心数十千米范围内的无风现象。并且,因为空气下沉增温,台风眼内云消雨散。

空间站看到的台风眼

台风眼通常位于台风中心平均直径约为40千米的圆形区域内。由于台风眼外围的空气旋转得很厉害,在离心力的作用下,外面的空气不易进入台风的中心区内,因此台风眼区就像由云墙包围的孤立的管子。在它里面的空气几乎是不旋转的,风很微弱。



台风眼真的是圆形的吗

台风眼的直径一般为30~60千米,也有小到8千米或大到200千米的台风眼。除了最常见的圆形,台风眼也有椭圆形或不规则的形状,有时气象学家们甚至可以观测到多边形的台风眼。常见的多边形的台风眼有三到六条边的结构。研究发现,台风眼的形状的变化可能与台风强度变化有密切关系,因为台风眼的形状变化实际上是台风内部动力学演变的体现。在热带气旋发展初期,眼区形状一般不规则,范围也较大;而当热带气旋强烈发展时,眼区范围缩小成圆形,并呈轴对称分布。

2018年10月10日,大西洋飓风“迈克尔”的雷达回波显示其台风眼呈多边形结构



台风为何会登陆

热带气旋移动的方向和速度取决于作用于热带气旋的动力。动力分内力和外力两种。

内力是热带气旋内部因南北纬度差异造成的地转偏向力差异所引起的向北和向西的合力,热带气旋范围越大,风速越强,内力就越大。

外力是热带气旋外围环境流场对气旋的作用力,即引导力,这就好比一个在河里转动的旋涡随着河流的方向漂移一样。

内力主要在热带气旋初生成时起作用,外力则是操纵热带气旋移动的主导作用力,因而热带气旋基本上是自东向西移动。台风登陆地点主要由副热带高压的位置决定,当副热带高压在台风东边的时候,副热带高压就推着台风一路向西北走,所以台风就登陆了。副热带高压的力气很大,有时候推两到三个台风都不在话下。


台风登陆的定义是“台风中心整体移动到陆地上”。也就是说,台风中心的登陆地点就是台风的登陆地点。因为台风不一定都有台风眼,所以“台风眼到达陆地”的说法是不完全准确的。确定台风登陆地点是一个非常复杂的过程,要对气压、风速、大气环流等多种相关数据进行综合分析,才能得出结论。在确定台风登陆点时,气象专家们首先需要分析各地气象站上报的台风实况资料,如气压、风速等;其次,还需要通过雷达和卫星监测台风中心的经纬度和路径,锁定台风位置。由于台风天性“顽劣”,路径多变,各地气象部门所监测的数据也会略有不同,因此在确定台风登陆地点时,气象专家们往往会进行会商,最终给出结论。

我国的台风中心定位统一由国家气象中心(中央气象台)确定,并以文本形式告知各省区市,再由各地的计算机根据台风中心点的准确经纬度还原台风的移动路径。



强台风是否一定会带来狂风暴雨

2019年8月,登陆我国的第7号台风“韦帕”上演了最具戏剧性的一幕。“韦帕”首次在我国登陆时,强度仅为热带风暴级,其中心附近最大平均风速为23米/秒。但它却在我国南部沿海徘徊了三天三夜,致使海南、广东、广西等地出现暴雨和大暴雨。


从历史数据上看,台风强度越大,通常会带来更大的降水量。历史上大多数“霸王级”台风,往往带来比较大的降雨量。但是,强台风不等于强降雨,因为不排除有“空台风”或“干台风”的存在。所谓“空台风”或“干台风”,是指台风强度虽然较大,但登陆前后带来的降雨量却不大的台风。比如2011年的第9号台风“梅花”,它在经过浙江省舟山市东南方两三百千米的东海洋面时,中心附近最大平均风力14级(45米/秒),级别达到了强台风级,当时它被网友们戏称为“梅超风”,但它并没有给浙江省带来大范围的降雨。原来“梅花”在这段移动过程中,吸收了过多低温干燥的冷空气,降雨云系被打散,没有了云,自然也就没有了雨。因此,后来它又被网友们戏称为“梅干菜”。反观某些看上去结构松散、不起眼的弱台风,叠加其他条件可能会带来可怕的影响。

台风过后被损坏的房屋和树木

尽管台风登陆常伴随着狂风、暴雨和风暴潮,但在给人类带来灾害的同时,它也会带来一些益处。例如,台风给人类送来了丰沛的淡水资源,对改善淡水供应和生态环境具有十分重要的意义。此外,台风还使世界各地冷热保持相对均衡——赤道地区气候炎热,若不是台风带来大量降水,驱散这些热量,热带将会更热,寒带将会更冷,温带也会从地球上消失。总而言之,台风太多不行,没有台风也不成。


知识链接

我国台风之最


史上最强登陆台风

登陆我国的史上最强台风是哪一个呢?现在请出我国的“台风之王”——“威马逊”!2014年第9号台风“威马逊”于当年7月12日14时生成,18日15时30分登陆海南文昌(17级以上,70米/秒,890百帕),18日19时30分再次登陆广东徐闻(17级以上,62米/秒,910百帕),19日7时10分第三次登陆广西防城港(15 级,50米/秒,945百帕)。从数据中可以看到,“威马逊”前两次登陆时都达到了超强台风级,就连第三次,也是以强台风之势登陆广西。其强度可见一斑!


一年中最早/晚登陆台风

“最早登陆台风”:2008年第1号台风“浣熊”,于当年4月15日14时在南海南部洋面上生成,18日22时30分登陆海南文昌 (11级,30米 / 秒,980百帕 ),19日14时以热带低压强度再次登陆广东阳江后,在广东境内减弱消失。


“最晚登陆台风”:2004年第28号台风“南玛都”,于当年11月29日8时在西北太平洋洋面上生成,12月4日7时30分登陆台湾屏东 (10 级,28米/秒,985百帕 ),之后在台湾以东洋面减弱消失。


最“长寿”的台风

据统计数据显示,台风的平均生命史约为 148小时(约6天)。也就是说,多数台风会在6天里走完它的一生。但这并不包括1972 年生成的第3号台风“丽塔”。


这位台风中的“长寿者”,在当年7月7日20时生成后,先后在山东荣成和天津塘沽登陆。随后,它穿过北京、河北、内蒙古等地,总共历时540小时(22.5天)才减弱消失。值得一提的是,“丽塔”从生成到取消编号的过程中,甚至生生“熬死”了多个当年比它更晚生成的台风!



END

文 / 胡旖晨(浙江省气象服务中心)

来源 /《科学24小时》



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