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气象科普之台风
文章来源:气象科普网  责任编辑:台风   编辑时间:2019-08-07
导读:过去我国习惯称形成于26℃以上热带洋面上的热带气旋(Tropical cyclones)为台风,按照其强度,分为六个等级:热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风、强台风和超强台风。自1989年起,我国采用国际热带气旋名称和等级划分标准。
  台风(Typhoon),指形成于热带或副热带26℃以上广阔海面上的热带气旋。

  世界气象组织定义:中心持续风速在12级至13级(即32.7~41.4m/s)的热带气旋为台风(typhoon)或飓风(hurricane)。

气象科普之台风


  日本气象厅定义:中心持续风速118~156km/h(32.8~43.3m/s)[1]  称之为台风。

  北太平洋西部(赤道以北,国际日期线以西,东经100度以东)地区通常称其为台风,而北大西洋及东太平洋地区则普遍称之为飓风。每年的夏秋季节,我国毗邻的西北太平洋上会生成不少名为台风的猛烈风暴,有的消散于海上,有的则登上陆地,带来狂风暴雨,是自然灾害的一种。

  分类

  过去我国习惯称形成于26℃以上热带洋面上的热带气旋(Tropical cyclones)为台风,按照其强度,分为六个等级:热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风、强台风和超强台风。自1989年起,我国采用国际热带气旋名称和等级划分标准。

  国际惯例依据其中心附近最大风力分为:

  热带低压(Tropicaldepression),最大风速6~7 级,(10.8~17.1 m/s);热带低压(热带低气压的简称)是热带气旋的一种!属于热带气旋强度最弱的级别(其最大风力为每小时62公里或以下),热带低压是台风形成最重要的起源也是到最后消失的愿者。

  热带风暴(Tropicalstorm),最大风速8~9 级,(17.2~24.4m/s);热带风暴是热带气旋的一种。是指中心附近最大风力达8~9级(17.2~24.4米/秒)的热带气旋,热带风暴的产生预先要有一个弱的热带涡旋存在(热带低压),但热带风暴却为人们带来了丰沛的淡水,热带风暴给中国沿海、日本海沿岸、印度、东南亚和美国东南部带来大量的雨水,约占这些地区总降水量的1/4以上,对改善这些地区的淡水供应和生态环境都有十分重要的意义。

  强热带风暴(Severe tropical storm),最大风速10~11 级,(24.5~32.6m/s);强热带风暴是热带气旋的一种。强热带风暴(STS,severe tropical storm)的底层中心附近最大平均风速为24.5~32.6m/s,底层中心附近最大风力为10~11级,热带气旋近中心最大风力为10~11级(24.5~32.6米/秒)时,热带风暴加强上去时,就称为强热带风暴。强热带风暴继续加强,就会形成台风。

  台风(Ty-phoon),最大风速12~13级,(32.7~41.4m/s);台风是热带气旋的一个类别。在气象学上,按世界气象组织定义:热带气旋中心持续风速在12级至13级(即每秒32.7米至41.4米)称为台风(typhoon)或飓风(hurricane),飓风的名称使用在北大西洋及东太平洋;而北太平洋西部(赤道以北,国际日期线以西,东经100度以东)使用的近义字是台风,当台风继续加强上去时就称为强台风。

  强台风(severe typhoon),最大风速14~15级(41.5~50.9m/s);强台风(STY)是指中心附近最大风力14~15级(41.5~50.9米/秒)的热带气旋。当强台风继续加强,会成为超强台风,如果强台风的强度减弱,会成为台风,强台风发生常伴有大暴雨、大海潮、大海啸,发生时,人力不可抗拒,易造成人员伤亡,强台风给广大的地区带来了充足的雨水,成为与人类生活和生产关系密切的降雨系统,但是,强台风也总是带来各种破坏,也是世界上严重的自然灾害。

  超强台风(Super Typhoon),最大风速≥16级(≥51.0m/s)。超强台风(英语:Super Typhoon,中国气象局使用缩写SuperTY,香港天文台使用缩写SuperT.)是热带气旋中最强级别。当风速大于51.0米/秒时就称为超强台风、风最高时速可达300公里以上,所到之处,摧枯拉朽,这巨大的能量可以直接给人类造成灾难,这种风力,陆地少见,极具破坏力。在海上,海浪为逾14米或以上的极巨浪,漫天白沫,能见度极低的情况。故超强台风的风力明显更甚,其具有严重灾害性的破坏,是世界上最严重的自然灾害之一。

  名字由来

  《科技术语研究》2006年第8卷第2期刊登了王存忠《台风名词探源及其命名原则》一文,文中论及“台风一词的历史沿革”。作者认为:在古代,人们把台风叫飓风,到了明末清初才开始使用“飚风”这一名称,作为寒潮大风或非台风性大风的统称,至1956年,飚风简化为台风。

  关于“台风”的来历,有两类说法。第一类是“转音说”,包括三种:一是由广东话“大风”演变而来;二是由闽南话“风台”演变而来;三是荷兰人占领台湾期间根据希腊史诗《神权史》中的人物泰丰Typhoon命名。第二类是“源地说”,由于台湾位于太平洋和南海大部分台风北上的路径要冲,很多台风都是穿过台湾海峡进入大陆的,所以称为台风。“台风”是音译词,英文中typhoon是根据中文粤语发音toi fong音译至英文,再进入普通话词汇中的。

  typhoon在美语中指发生在西太平洋或印度洋的热带暴风。若追溯其语源,也许很少有单词能像typhoon 一样表明汉语、阿拉伯语、东印度语和希腊语的多国语言背景。希腊单词typhon 既是风神的姓名又是意为“旋风,台风”的普通名词,被借入到阿拉伯语(就象在中世纪时许多希腊语单词进入阿拉伯语一样,那时,阿拉伯人的学问保存了古典的风格,同时在把它传向欧洲时又有所扩充)。Tufan,希腊语的阿拉伯语形式,传入到了印度人使用的语言,11世纪时讲阿拉伯语的穆斯林入侵者在印度定居下来。这样,阿拉伯语单词的衍生,从印度语言进入英语(最早记载于1588年),并以如touffon 和 tufan 的形式出现于英语中,最先特指印度的猛烈风暴。在中国,给了热带风暴的另一个单词-台风。汉语单词的广东语形式toi fung 同我们的阿拉伯语借用词相近,最早以tuffoon 的形式于1699年载入英语,各种形式合并在一起最后变成了typhoon。

  台风实际上是一种热带气旋。

  台风和飓风都是一种热带气旋,只是发生地点不同,叫法不同,在北太平洋西部、国际日期变更线以西,包括南中国海和东中国海称作台风;而在大西洋或北太平洋东部的热带气旋则称飓风,也就是说在美国一带称飓风,在菲律宾、中国、日本一带叫台风;如果在南半球,就叫作旋风。

  (1)指亚洲太平洋及印度洋海域的热带气旋。例:约瑟夫·康拉德小说中描述的“台风”。

  (2)台风是产生于热带洋面上的一种强烈热带气旋。

  (3)随着发生地点、时间和叫法不同。

  ①印度洋和在北太平洋西部、国际日期变更线以西,包括南中国海范围内发生的热带气旋称为“台风”;比如在东亚、东南亚一带就称为“台风”。

  ②而在大西洋或北太平洋东部的热带气旋则称“飓风”。也就是说,台风在欧洲、北美一带称“飓风”。

  ③在菲律宾被称作“碧瑶风”。

  ④在孟加拉湾地区被称作“气旋性风暴”。

  ⑤在印度半岛被称作“热带气旋”。

  ⑥在澳洲被称作“畏来风”。

  ⑦在墨西哥人则称之为“鞭打”。

  ⑧在南半球则称“旋风”。

  (4)台风过境常伴随着大风和暴雨或特大暴雨等强对流天气。风向在北半球地区呈逆时针方向旋转(在南半球则为顺时针方向)。在天气图上,台风的等压线和等温线近似为一组同心圆。台风中心为低压中心,以气流的垂直运动为主,风平浪静,天气晴朗;台风眼附近为漩涡风雨区,风大雨大。

  有史以来强度最高、中心附近气压值最低的台风,是超强台风泰培(英语:Typhoon Tip,台湾译名:狄普),日本1979年的大范围洪灾就是由这个台风造成的。

  台风的成因是地面温度高,气流上升,海面风和水蒸气由于比重大,沿地面补充地面空气,海面温度低吸收地面上升的空气、水蒸气补充空间,由于海面大,温差小,海面上空聚集水蒸气多,降雨范围广,水蒸气结水时体积缩小,周围水蒸气补充便形成大风。

  形成原因

  台风发源于热带海面,那里温度高,大量的海水被蒸发到了空中,形成一个低气压中心。随着气压的变化和地球自身的运动,流入的空气也旋转起来,形成一个逆时针旋转的空气漩涡,这就是热带气旋。只要气温不下降,这个热带气旋就会越来越强大,最后形成了台风。

  特点

  台风源地

  台风源地,指经常发生台风的海区,全球台风主要发生于8个海区。其中北半球有北太平洋西部和东部、北大西洋西部、孟加拉湾和阿拉伯海5个海区,而南半球有南太平洋西部、南印度洋西部和东部3个海区。从每年台风发生数及其占全球台风总数的百分率的区域分布图中可以看到,全球每年平均可发生62个台风,大洋西部发生的台风比大洋东部发生的台风多得多。其中以西北太平洋海区为最多(占36%以上),而南大西洋和东南太平洋至今尚未发现有台风生成。西北太平洋台风的源地又分三个相对集中区:菲律宾以东的洋面、关岛附近洋面和南海中部。在南海形成的台风,对我国华南一带影响重大。

  台风大多数发生在南、北纬度的5°~20°,尤其是在10°~20°占到了总数的65%。而在20°以外的较高纬度发生的台风只占13%,发生在5°以内赤道附近的台风极少,但偶尔还是有的,如福建省气象台就发现1970~1971这两年中,西北太平洋共有3个台风发生在5°N以南区域。据近十多年来卫星资料的分析,发展成台风的扰动云团,在几天前即可发现,所以实际上扰动的初始位置比以前发现的位置偏东。如北大西洋上,以前认为发展成台风的初始扰动大多数产生在大洋的中部,而有人根据云图分析,认为每年有三分之二台风的扰动起源于非洲大陆。这些扰动一般表现为倒V形或旋涡状云型,它们沿东风气流向西移动,到达北大西洋中部和加勒比海时,便发展成台风。北太平洋西部和南海台风的初始扰动位置,也要比以前发现的位置偏东。

  国际上以其中心附近的最大风力来确强度并进行分类:

  热带扰动级别

  (由于热带扰动是热带风暴的前身,为了对其研究和追踪,有一套独特的分级方式):

  以反映热带扰动的结构好坏程度分为Low(表示差),Medium(表示一般),High(表示好)。一旦其加强成热带低压,联合台风警报中心(JTWC)就会发出热带气旋形成警告(TCFA),这时的扰动可能是Medium或High级别。但是,并非所有系统在获升格为热带低压前都会发出TCFA,尤在当前东亚命名机构为日本气象厅(JMA)的情况下,若JMA相当迅速地命名,JTWC可能在非惯常发报时间发布TCFA,也可能直接升为热带低压(这样的情况较少见)。

  台风结构

  台风是一个强大而具破坏力的气旋性漩涡,发展成熟的台风,其底层按辐合气流速度大小分为三个区域:①外圈,又称为大风区。自台风边缘到涡旋区外缘,半径约200~300km,其主要特点是风速向中心急增,风力可达6级以上;②中圈,又称涡旋区。从大风区边缘到台风眼壁,半径约在100km,是台风中对流和风、雨最强烈区域,破坏力最大;③内圈,又称台风眼区。半径约5~30km。多呈圆形,风速迅速减小或静风。

  台风内各种气象要素和天气现象的水平分布可以分为外层区(包括外云带和内云带)、云墙区和台风眼区三个区域;铅直方向可以分为低空流入层(大约在1公里以下)、高空流出层(大致在10公里以上)和中间上升气流层(1公里到10公里附近)三个层次(图1台风结构示意图)。在台风外围的低层,有数支同台风区等压线的螺旋状气流卷入台风区,辐合上升,促使对流云系发展,形成台风外层区的外云带和内云带;相应云系有数条螺旋状雨带。卷入气流越向台风内部旋进,切向风速也越来越大,在离台风中心的一定距离处,气流不再旋进,于是大量的潮湿空气被迫强烈上升,形成环绕中心的高耸云墙,组成云墙的积雨云顶可高达19公里,这就是云墙区。

  台风中最大风速发生在云墙的内侧,最大暴雨发生在云墙区,所以云墙区是最容易形成灾害的狂风暴雨区。当云墙区的上升气流到达高空后,由于气压梯度的减弱,大量空气被迫外抛,形成流出层,而小部分空气向内流入台风中心并下沉,造成晴朗的台风中心,即台风眼区。台风眼半径约在10~70公里之间,平均约25公里。云墙区的潜热释放增温和台风眼区的下沉增温,使台风成为一个暖心的低压系统。

  台风在低层主要是流向低压的流入气流。由于角动量平衡,在内区可产生很强的风速,在高层是反气旋的流出气流。上下层环流之间通过强上升运动联系起来,这是台风环流的主要特征。台风中最暖的温度是由下沉运动造成的,它出现在眼壁内边缘以内,这里有最强的下沉运动。在台风低层最大风速半径处,辐合最强,最大风速值半径的大小随高度变化甚小,并处于眼壁之中。

  台风能量

  台风结构的不对称性也是人们注意的特点。分析表明,无论是在台风内区和外区都有明显的不对称性,这种不对称性对于台风发展和动量及动能的输送等有重要的作用。天气尺度的台风是大气中很强的动能源,因而对大气环流的变化和维持应有重要的影响,这个问题已经引起了人们的注意。在能量问题上还有人指出,角动量的水平涡旋输送在台风外区很重要;另外,在外区动量的产生和输送也很重要,它们在台风能量收支中不应加以忽略,这些都与台风的不对称性有关。

  台风眼

  台风中心叫台风眼,以其为同心圆由内向外分别是旋涡风雨区和外围大风区。台风眼的形成, 系由于台风内的风是反时针方向吹动,使中心空气发生旋转,而旋转时所造成之离心力,与向中心旋转吹入之风力互相平衡抵消,而使强风不能再向中心聚合, 因此形成台风中心数十公里范围内的无风现象,而且因为有空气下沉增温现象, 导致云消雨散而成为台风眼。

  生命周期

  孕育阶段

  太阳经过一天照射,海面上形成了强盛的积雨云,这些积雨云里的热空气上升,周围较冷空气源源不绝的补充进来,再次遇热上升,如此循环,使得上方的空气热,下方空气冷,上方的热空气里的水汽蒸发扩大了云带范围,云带的扩大使得这种运动更加剧烈。经过不断扩大的云团受到地转偏向力影响,逆时针旋转起来(在南半球是顺时针),形成热带气旋,热带气旋里旋转的空气产生的离心力把空气都往外甩,中心的空气越来越稀薄,空气压力不断变小,形成了热带低压—台风初始阶段。

  发展(增强)阶段

  因为热带低压中心气压比外界低,所以周围空气涌向热带低压,遇热上升,供给了热带低压较多的能量,超过输出能量,此时,热带低压里空气旋转更厉害,中心最大风力升高,中心气压进一步降低。等到中心附近最大风力达到一定标准时,就会提升到更高的一个级别,热带低压提升到热带风暴,再提升到强热带风暴、台风,有时能提升到强台风甚至超强台风,这要看能量输入与输出比决定,输入能量大于输出能量,台风就会增强,反之就会减弱。

  成熟阶段

  台风经过漫长的发展之路,变得强大,具有了造成灾害的能力,如果这时登陆,就会造成重大损失。

  消亡阶段

  台风消亡路径有两个,第一个是:台风登陆陆地后,受到地面摩擦和能量供应不足的共同影响,台风会迅速减弱消亡,消亡之后的残留云系可以给某地带来长时间强降雨。第二个是:台风在东海北部转向,登陆韩国或穿过朝鲜海峡之后,在日本海变性为温带气旋,变性为温带气旋后,消亡较慢。
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