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第30章 强大的气旋——台风

台风造成的城市内涝

台风只发生在一些沿海地带,是热带气旋的一个类别。在气象学上,将它定义为:热带气旋中心持续风速达到12级(即每秒32.7米或以上)称为飓风(hurricane),这一名称使用在北大西洋及东太平洋地区;而对于北太平洋西部地区,即是指赤道以北,东经100度以东的地区,这种灾害被称为台风(typhoon)。

处于热带区域的海面由于长期受到太阳的直射而使海水温度不断升高,海水在蒸发的过程中又提供了充足的水汽。而水汽在抬升中发生凝结,释放大量潜热,促使对流运动的进一步发展,令海平面处气压下降,造成周围的暖湿空气流入补充,然后再抬升。如此循环,形成正反馈,即第二类条件不稳定(CISK)机制。在部分条件合适的海面上,这种循环的影响范围更是会不断地扩大,有时甚至可达数百至上千公里。

由于地球自转时是由西向东做高速自转的,致使气流柱与地球表面不断地产生摩擦,而且在越接近赤道的地区摩擦力就越强,这就引导气流柱逆时针旋转(南半球系顺时针旋转)。由于气流柱旋转的速度跟不上地球自转的速度而形成一种感觉上的西行,这就形成了现在我们所说的台风和台风路径。

在一些热带或副热带海洋上,由于近海洋面的温度过高,使得大量的空气受温度的影响不断地膨胀上升,这样就会使近洋面气压降低,外围空气源源不断地补充流入上升去。受地转偏向力的影响,流入的空气旋转起来。而上升空气膨胀变冷,其中的水汽冷却凝结形成水滴时,要放出热量,又促使低层空气不断上升。这样一为来,近洋面的气压会下降得更快,空气旋转也变得更加猛烈,以致最终形成了台风。

从台风的结构来看,它要想产生就必须具备以下几个条件。

一、高温、高湿的大气是首要的条件。由于热带海洋底层的大气温度与湿度主要决定于海面水温,而台风的形成只能在海温高于27℃的暖洋面上,就连60米深度的水温也有要求,一般同样要高于26℃~27℃。

二、除了高温、高温的条件外,还要有低层大气向中心辐合、高层向外扩散的初始扰动。而且低层辐散必须低于高层辐合,只有这样才能保证有足够的上升气流,从而低层扰动才能不断地加强。

三、台风要想形成,垂直方向的风速就不能相差太大,这样才能保证上下层空气相对运动较小。只有上下层空气相对运动极小,才可以让初始扰动中水汽凝结所释放的潜热能集中保存于台风眼区的空气柱中,形成并加强台风暖中心结构。

四、地转偏向力作用必须足够大。因为地球自转有利于气旋性涡旋的生成。而地转偏向力是从赤道向南北两极逐渐增大的,在赤道附近几乎为零,所以台风不会发生在赤道上,它基本都发生于约离赤道5个纬度以上的洋面上。

台风源都分布在西北太平洋的低纬度洋面上。在西北太平洋上从最初的热带扰动发展为台风的初始位置,在经度和纬度方面都存在着相对集中的地带。而在太平洋的东西方向上,最初的热带扰动发展成台风多发的4个海区:分别是中国的南海海区;菲律宾群岛以东、琉球群岛、关岛等附近海面,这也一个最重要的台风发源地;马里亚纳群岛附近的海面;马绍尔群岛附近的海面。这4个海区都是台风集中分布的地区,多数台风都源于这些海区。

在国际上,台风的强度及分级都是依据是其中心附近的最大风力来确定的。

一、台风的分级。台风按其中心附近最大风力来分,从大小共分为6个级别。别超强台风:底层中心附近最大平均风速要达到51.0米/秒以上,即16级或以上。强台风:底层中心附近最大平均风速41.5~50.9米/秒,也即14~15级。台风:底层中心附近最大平均风速32.7~41.4米/秒,也即12~13级。强热带风暴:底层中心附近最大平均风速24.5~32.6米/秒,也即风力10~11级。热带风暴:底层中心附近最大平均风速17.2~24.4米/秒,也即风力8~9级。而对于热带低压,是指其中心附近最大平均风速为10.8~17.1米/秒的台风,也即风力达6~7级。

台风的动力分为内力和外力两种,它又决定了台风的移动方向和速度。内力是台风范围内因南北纬度差距所造成的地转偏向力差异引起的向北和向西的合力,台风范围愈大,风速愈强,内力愈大。外力是台风外围环境流场对台风涡旋的作用力,即北半球副热带高压南侧基本气流东风带的引导力。内力主要在台风初生成时起作用,外力则是操纵台风移动的主导作用力,因而台风基本上自东向西移动。由于受副热带高压的形状、位置、强度及其他因素的影响,致使台风移动的路径变得多种多样。下图是北太平洋西部地区台风移动的路径示意图,其路径大致可以分为三条:

(1)向西移动的台风自菲律宾一直向西移动,穿过南海在我国的海南岛、广西或越南的北部地区登陆,这种台风多发生在北半球冬、春两季。当时北半球副高偏南,所以台风生成纬度较低,路径偏南。该路线台风一般只在北纬16度以南的地区便进入到南海,最后会在越南登陆,波及的国家有泰国、柬埔寨、缅甸等国,有时甚至会进入到孟加拉湾。

(2)登陆型的台风,一般都是自东南向西北方向移动,先在台湾登陆,后穿台湾海峡,在中国的广东、福建、浙江等沿海地区再次登陆,并逐渐减弱为热带低压。而这种登陆型的台风也是对我国影响最大的一种台风。

(3)抛物线型台风先向西北移动,当快到中国的东部的沿海地区时,并没有登陆而是转而向东北移动,即向日本附近转去。这种台风所移动的路径大致呈抛物线形状,它多发生于5~6月和9~11月份。

台风从形成到消亡也是要经历一个相对漫长的演变。它们在形成后,一般都会移出源地并经过发展、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500~1000km,最高也可达15~20km。台风也可以分为三个部分,从外至内,分别为外围区、最大风速区和台风眼。外围区的风速从外向内增加,有螺旋状云带和阵性降水;而最大风速区会产生最强大的降水,平均宽8~19km,它与台风眼之间有环形云墙;台风眼位于台风中心区,呈圆形或椭圆形,直径约10~70km不等,平均约45km。台风眼区的风速、气压都是最低,天气表现为无风、少云和干暖。随着台风的不断加强,台风眼就会逐渐缩小、变圆。而在卫星云图上观察那些弱台风、发展初期的台风通常是没有台风眼的,都是因为它们势力较弱的原因。

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