台风

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台风结构示意图
北太平洋西部台风路径示意图

  台风汉语拼音:Taifeng;英语:Typhoon),发生于西北太平洋南海最大风速大于或等于32.7米/秒(风力12级)的热带气旋,是热带气旋中发展最强烈的一种。发生于大西洋和东太平洋的强烈热带气旋称为飓风。台风是暖中心低压系统,中心气压一般低于990百帕,强台风则低于900百帕以下。

台风结构

  台风可以分为4个区域:

  1. 外云带区 台风外围基本气流上生成的旋入台风的云带,北侧由东向西旋入,而南侧由西向东旋入。外云带对早期台风发展起很大作用,输入水汽到热带气旋内部提供发展的背景条件。
  2. 内云带区 台风内部旋向中心的螺旋云带区,图1中台风北侧的内云带明显地分为5条。内云带由积雨云组成,云中出现大阵雨,两个内云带之间常为淡积云。此区内垂直方向可分低空流入层(在1~3千米以下)、高空流出层(在8~10千米以上)和中间上升气流层(1~10千米附近)。按角动量守恒原理,卷入气流越向台风内部旋进,切向风速也越大,在离台风中心一定距离处,压力梯度力同离心力和科里奥利力达到平衡,气流不再旋进,于是大量潮湿空气被迫上升,形成环绕中心的高耸云墙。
  3. 云墙区 云墙区由发展强烈的积雨云组成,云顶可高达19千米。台风中最大风速带常发生在云墙内侧(宽约8~30千米),最大风速常达60~70米/秒,个别的达100米/秒。最大暴雨区也发生在云墙区,所以云墙区是台风中最大的狂风暴雨发生区,也是最大灾害地带。由于云墙内水汽大量上升凝结,释放的凝结潜热增暖了空气柱,使地面气压急剧下降。云墙区的上升气流达到高空后,由于气压梯度减弱,压力梯度力、离心力和科里奥利力3个力间不平衡,大量空气被迫向外抛出,形成流出层,只有小部分空气流入中心地区而下沉,形成台风眼。
  4. 台风眼区 台风眼位于台风中心气流下沉区,天气晴朗。台风眼的半径一般为10~70千米。在台风眼内,风速突然减小,气压和气温回升,但最暖处在对流层上层约250百帕处。台风眼也是台风和热带低压以及弱的热带风暴之间主要区别。台风降水由外云带阵性降水、内云带强阵性降水和云墙区暴雨等三部分组成。

  台风登陆区常发生大风暴雨。登陆台湾省新寮的一次台风在3天内降水达2,749毫米。登陆台风遇到山地谷口,暴雨强度会明显加强。台风若在海洋大潮期间登陆会引发近海风暴潮,造成沿海极大的生命财产损失。

形成条件

  一般认为,必须具备以下条件才能形成台风:

  1. 存在一个广阔的暖性洋面,海温高于26~27℃,这样才能使海洋上的大气经常处于高温高湿状态,形成中低层大气层结不稳定。
  2. 当地的科里奥利参数要大于一定数值以保证初生的气旋性环流不致减弱,一般要离开赤道约5个纬度才有可能发生台风。
  3. 基本气流垂直切变要小,才能使凝结潜热集中到一个有限区间的垂直气柱内增暖而形成暖中心。
  4. 低空有较稳定的辐合流场和高空有较稳定的辐散流场,才容易产生初始扰动并有利于发展。在西北太平洋的热带辐合带中,南侧的西南季风和北侧东北气流形成的辐合区经常形成初始扰动并得以发展成台风,西北太平洋台风约80%以上发生在这种基本流场上。

  此外,东风波或高空反气旋前部移动到低空辐合带上空时,也有可能诱发低空扰动的发展。在暖季,西北太平洋最容易满足以上条件,所以是台风发生最多的地区,每年约占全球总发生个数36%(约每年28.7个),其次的发生地有北太平洋东部(16%),北大西洋(11%),南太平洋(11%),南印度洋(13%)、孟加拉湾(10%)和阿拉伯海(3%)。西北太平洋台风源地又相对集中于菲律宾以东的洋面、关岛附近洋面和南海中部。

  以上4个条件是必要条件,从热带扰动发展到台风还需要满足适合台风发展的物理过程。1964年美国气象学家J.G.查尼等提出了“第二类条件不稳定(CISK)”机制,较好地解释了热带气旋发展机制。这个机制可简述如下:一个弱的热带涡旋,可以通过边界层摩擦作用造成边界层以下大气的大量湿热空气辐合,通过边界层向上输送形成积云对流,在对流层中上层凝结而释放潜热,大气温度升高,使地面气压降低,更引起低空辐合加强,气旋性环流加强,使低压迅速加强成为热带风暴或台风。这个机制虽已得到很多学者支持,但还存在不少问题,例如台风的早期中心经常不在对流云区而在辐合带北侧的晴空区;其次,这个机制的发生需要一个弱热带气旋,它们又是如何生成的?

台风路径

  北太平洋西部台风移动路径大致有3条:

  1. 偏西路径 台风进入南海后继续西移或在广东和福建登陆。
  2. 西偏北路径 先向西偏北移动,然后在福建、浙江或江苏南部登陆。
  3. 转向路径 先偏西行,然后在海上转向偏北,再偏东而呈抛物线型。

  台风移动路径随季节而不同,夏季多西偏北路径,其他季节则以偏西和转向为主。台风路径主要受热带气旋的科里奥利力以及台风内力、引导气流和周围天气系统相互作用决定,也和洋面上海温分布有关,是十分复杂的,有多种疑难路径,如打转和蛇行路径,突然东折和西折以及双台风互旋等。