每年夏秋两季,我们从报纸、广播和电视里,往往可以看到和听到气象台、站发布的台风消息或警报。“台风”对我们已经不是一个陌生的名词了。那么,台风究竟是怎么回事?
在茫茫的大气层里,有范围较大的由空气形成的涡旋。气象工作者按照这些大气涡旋的不同旋转方向,把它们分为气旋和反气旋。
在北半球,气旋作逆时针方向旋转,反气旋作顺时针方向旋转。在南半球,正好相反。气旋又叫低气压,因为越近气旋中心,气压越低。反气旋又叫高气压,因为越近反气旋中心,气压越高。
台风就是一种猛烈的气旋,因为它产生在热带海洋上,所以叫热带气旋。
台 风
台风(热带气旋)基本上按照它的低压中心附近的最大风速进行分类。根据气象组织的规定:风力在7级(风速17.2米/秒)以下的热带气旋称为热带低压,风力在8~11级(风速17.2~32.6米/秒)的称为热带风暴,风力在12级以上的称为台风或飓风。而又因所在地区的不同而有各种不同的名称。
我国习惯上将热带气旋分为台风、强台风、热带低压三类。
(1)台风。台风中心附近最大风力8~11级。
(2)强台风。台风中心附近最大风力为12级或12级以上。
(3)热带低压。涡旋中心附近最大风力6~7级。
台风的面貌,平着看像流水中的水涡,直着看又像陆地上的旋风。但是,台风的规模大得多。一般直径有几百千米,较大的直径可达1000千米以上。它的顶部离地面有15~20千米,少数可达27千米。
在水平面上,台风是一个近于圆形的大涡旋。这个大涡旋可分为3部分,即台风眼、云墙区、螺旋云带。台风范围内的空气绕着中心急速旋转,外面的空气进不到中心去,就形成了一个漏斗状的小圆洞,叫做台风眼。这种情况,恰似我们用筷子搅一杯水,搅得越快,水旋转得越急,杯子中心的水越少,形成一个深窝一样。和其他大气涡旋相比,台风眼是台风特有的一种现象。
台风眼区有下沉气流,通常为云淡风轻的好天气。白天,这里有蓝天和太阳,晚上可见月亮和星星。有时成千上万只海鸟也栖息在这里躲风避雨,有人曾经乘坐台风侦察飞机穿入太平洋上一个台风眼,对台风眼区的情况作过这样的描述:
“在我们周围展现出一幅壮丽的图景。在台风眼内是一片晴空,直径60千米。其周围被一圈云墙环抱。在有些地方,高大的云墙笔直地向上耸立着,而在另一些地方,云墙像大体育场内的看台,倾斜而上。眼的上边缘是圆圆的,有10~12千米高,看来好像是缀在蓝天的背景上。在我们的下方,是一片低云,在中心云层隆起,到达2500米的高度。在低云中,出现不少云缝,它使我们能够瞥见海面。在台风四周的涡旋中,海面是一片异常激烈、海水翻腾的景象。”
台风眼区在形成初期很小,后来逐渐增大,平均直径为25千米左右。在大的台风中,眼的直径达到60~70千米,小的台风眼直径只有5~6千米。从眼壁向内风速迅速递减,常常减小到6米/秒以下,这时大雨也随即停止,所以与外面强烈的风雨区相比,眼内天气显得平静。不过,有时也可测到较强的风速。在眼区内可听到眼区边缘附近怒吼般的风声,见到一些高度不同的云,甚至是小块的螺旋状云,但云不浓密,其间有空隙。
在台风眼内,人们经常会感到空气闷热。这是因为,虽然地面温度并不比周围气温高多少,但在高空,台风眼内气温则比周围空气高得多。当台风中心强度变弱,或登陆后由于地面摩擦的影响,台风眼区的气流会变成上升气流,云量增多,云层增厚,有时还出现少量降雨,“眼”也就很快消失了。
从台风眼向外,四周是巨大的同心圆状云带,看去好像一堵高耸的墙,叫做“云墙区”,也称涡旋区云墙。有高耸的螺旋状积雨云带。螺旋状积雨云带之间普遍产生浓厚的层状云。云墙区的宽度一般为8~20千米,底部离地面数十米至百米,顶部高达12千米以上。这里的情况和台风眼区完全不同,整个台风的最大速度、暴雨和最大破坏力都集中于此。
从云墙区再向外,可见到几条螺旋云带直接卷入台风内部,称为中螺旋云带,由积雨云或浓积云组成。螺旋云带经过时常出现阵雨。台风的最外围,称为外螺旋云组带,由塔状的层积云或浓积云组成,以较小的角度旋向台风内部。这里风速小,一般没有阵雨现象。但在此云带附近,常有龙卷风活动。
台风眼
从台风的外围越向中心风力越大,但眼区几乎无风。一般来说,一个发展得较完善的台风,通常离它中心500~600千米外,风力可达6级;离中心200~300千米处,风力8级;离中心100~200千米处,风力10级以上。发展得不强的台风,离中心300~400千米处,风力为6级,离中心50~150千米处,风力方达8级。但是,个别范围很小、强度很大的微型台风,离中心50~60千米处,风力不到6级;而离中心10多千米处,风力却可达12级以上。
台风产生的大风主要在沿海附近。在海上,风力达12级的强台风是常见的。最强的台风风速曾达110米/秒。台风登陆后,风力减小。
少数移动缓慢的台风,风的分布具有对称性:以台风眼为中心,前后左右半径相同的各处的风力大小和气压高低,基本上相差不大。但大多数台风的风力分布是不对称的。一般在前进方向的右半圆内风力比左半圆大,因为右半圆内风向和台风前进的方向基本上一致。所以称右半圆为“危险半圆”,左半圆为“可航半圆”。
在台风中心右前方的象限内,不但风力特别大,而且是台风中心即将移至的区域。在这个象限内的船舶往往有被卷入台风中心的危险,因此,这个部位被称为“危险象限”。台风右侧的大风范围往往比左侧大。但是,台风左半圆大风范围比右半圆大的例子也是有的。
在台风眼区,气压极低,产生上吸作用,海面被抬高半米左右,我们称为飓浪。飓浪随着台风中心登陆而移近海岸时,受到海底和海岸地形作用,浪高3~4米,迎风口岸水位猛升。这时,如果正逢阴历初三、十八大潮期,两种作用相结合,海潮就涨得出人意外的高,会冲垮海堤和海港设施,一些沿海的小岛也常被这种汹涌而来的巨浪所吞没。
在台风云墙区,大风激起的海浪,波长短,波高十几米,甚至20~30米,并且浪头较尖,易“开花”(称为破浪)。这种浪对海上船舶和沿海港口有极大危害。
一般吹6级大风时,浪高3米,最高4米,海上渔船必须缩帆。吹10级狂风时,浪高9米,最高12.5米,海上航行的船就危险了。(www.xing528.com)
海浪的大小不仅和风力的大小有关,还和风向、海流、大风持续时间以及海底海岸地形等有密切关系。一般来说,风向和海流方向一致、大风持续时间长,波浪由深海传向浅海时,海浪大,相反情况则小。当海浪由海面拍向海岸时,波浪被海岸反击回去。当反击回去的波浪又遇上第二个由海面拍向海岸的波浪时,由于互相碰撞会激起更高更大的海浪,称之为“海浪封港”。“海浪封港”情况出现后,船只很难进出港口,严重威胁船舶安全。所以,在有“海浪封港”情况出现时,要紧张动员起来,做好港口内外的防御抢险工作。
在台风的外围,海浪渐趋平静,波长变长,波高变小,浪头圆滑平稳,这种波浪向台风四周传播,达1000~2000千米远,称为长浪。长浪传播速度为50~80千米,而台风中心海浪移动速度一般为20~30千米/小时,慢的在15千米以下。所以,长浪一般在台风侵袭前2~3天就可以出现,它的来向及其变化,是台风来向及移向变化的先兆。
在台风外围,一般是间断性的小阵雨,随着接近台风中心,雨势加大,台风眼周围,是最大暴雨地带。台风过程暴雨的强度和总雨量,与台风强度、移动路径、移动速度、登陆后减弱快慢、冷空气的侵入以及地形等等,都有密切关系。在一定条件下,登陆后减弱的台风可深入内陆,台风经过的地区会相继产生暴雨。
台风是大气中的涡流,也是物质运动的一种形式。物质可以从一种运动形式转化为另一种运动形式,台风也不例外。那么台风究竟是怎样形成的,形成以后又是怎样发展、衰减的呢?
台风是热带海洋上的“特产”。在纬度5~25度的热带海洋面上,经常发生台风的地区有6个:北太平洋西部菲律宾群岛以东、南海以及日本以南的海面上,美洲的墨西哥湾和西印度群岛一带,北印度洋孟加拉湾和阿拉伯海一带,南印度洋非洲东岸的马达加斯加岛附近,北太平洋中美洲西岸海面上,澳大利亚的东岸西北岸海面上。因此,在全球的热带海洋上,除了南大西洋,西经140度以东的南太平洋、北太平洋中部和赤道两侧5度以内的海区很少发生台风以外,在其他海区航行的船只,都要注意台风的袭击。
台风的源地与活动范围
在热带海面上,如果某一海区吸收太阳热较多,海水温度升高,就有大量水汽蒸发到大气层中。这个小区域里的空气受热后,体积膨胀,重量减轻,就产生上升运动,而周围较冷较重的空气便流进来填补。这些填充进来的空气又很快地受热、膨胀、变轻、上升,使上升气流越来越大。上升的空气到达高空后,就向四面八方扩散开来。这些向四周扩散的空气变冷后再降下来,于是就形成了一个垂直方向的循环现象,叫做对流。这种对流现象,在条件具备的情况下,将不断地进行。由于空气不断上升,造成了气压降低,而上升的空气到高空后向四面扩散下沉,又使区域四周气压升高,因此在这个区域就形成了一个弱的涡旋系统,这就是热带低气压或称热带扰动,也就是台风的前身。在全球热带洋面上,每年平均有几百个热带扰动发生,但其中大约只有1/10发展为台风,其余大部分发展到一定程度就消失。
那么,台风的形成和发展需要具备哪些条件呢?一般认为,台风形成和发展需要有合适的环境条件和产生弱涡旋的热带流场。台风的生命过程,一般可以分为发生、发展、全盛、衰弱4个阶段。平均“生命期”为8~9天,个别的长达1个月之久。它有大部分“生命期”是在海洋上度过的。
在一个高水温的热带洋面上空,如果有一个弱的热带低压产生,这是台风的幼年期——发生阶段。一般说来,在这个阶段,雨量比较小,风力不大。当这个热带低压移动到合适的环境下,因摩擦作用使气流产生弱涡旋内部流动的分量,把大量热量和水汽带入涡旋内部。湿热空气聚合到弱涡旋中心,产生上升和对流运动,释放潜热,加热涡旋中心上空的气柱形成暖心。由于涡旋中心变暖,空气变轻,中心气压下降,低涡变强,低空暖湿空气聚合加强,更多的水汽向中心集中,对流更旺盛,中心变得更暖,气压继续下降。如此循环,直至发展为台风。台风形成后,一般会继续发展、加强。继续加强的台风,中心气压不断下降,风速不断增大,直到中心气压最低、风力达到最大为止,这是台风的青年期——发展阶段。在这一阶段,台风内部的水汽凝结成云雨最旺盛,螺旋形云带发展迅速,在台风眼外围形成云墙,释放热量最多,也是台风能量储积最多的时候,并伴有狂风、暴雨,登陆时还可能发生海啸。
台风发展到最强时,中心气压不再下降,风力不再增强。“云墙”有时继续扩展,平均半径几百千米,宽的可近1000千米,甚至更宽。这是台风的壮年期——全盛阶段。以后,台风渐渐衰减,进入“生命史”最后一个时期——衰亡或变性阶段。
台风“生命史”的最后阶段,通常有两种隋况。一种情况是台风登陆后,逐渐减弱以至最后完全消亡。另一种情况是转变为温带气旋,继续向高纬度方向移去。另外,当台风的外界条件改变时,台风也会很快衰减。
台风生成以后,如同小孩玩的陀螺那样,一面旋转,一面向前移动。近百年来,气象工作者把千百次台风移动的情况作了比较,发现台风移动的情况虽然不一样,但移动路径却有共同的规律性。
在北太平洋西部地区,台风常是先向西或西北方向移动,后转向北或东北方向移动。移动路径大体呈抛物线状。当然有的台风基本上是自东向西移动的。对我国有影响的台风,大致有3条基本路径。
第一条是西行路径。台风从菲律宾以东海面一直向西移动,穿过巴林塘海峡、巴士海峡或菲律宾进入南海,然后在我国海南岛或越南登陆。有时,进入南海西行一段后,再向北移到我国广东省登陆,对我国影响较大。
第二条是西北行登陆路径。台风从菲律宾以东海面一直向西北方向移动,穿过日本的琉球群岛,在我国浙江省、江苏省或上海市沿海登陆,或者向西北偏西方向移动,在我国台湾地区登陆后,穿过台湾海峡,在浙江、福建或广东省东部沿海登陆。
第三条是海上转向和北上路径。台风从菲律宾以东海面向西北方向移动,走过一段路程后,在北纬25度附近的海上转向东北,朝着日本方向移动。但有些台风并不转向东北,而是继续北移,最后在我国山东省或辽宁省登陆。
在南海地区发生的台风,路径不规则。从一些年份的南海台风移动路径来看,基本上偏西北行路径多一些。实际上,台风移动还有许多奇异路径,如打转、方头路径等。
台风可造成多种多样的灾害。成灾的主要原因是狂风巨浪、旋流、风暴潮、特大暴雨以及飓风、龙卷风等。
台风将大树连根拔起
引起台风害的首先是狂风巨浪。台风附近最大风速可达12级。12级强风具有极大的破坏能力,可以翻船、拔树、倒屋,造成严重破坏。引起台风灾害的第二方面是风暴潮。由于台风是一个中心气压很低的涡旋性系统,在台风中心区域局部海面会被抬高数米之高,加上浅海区地形及台风狂风共同作用,往往会引起风暴潮,造成海面升高,海水入侵内陆。如果风暴潮与天体引力所产生的天文潮重叠,则可造成极其严重的损失。强大的风暴潮可以冲毁海堤、房屋和其他建筑设施,海水涌入城市,淹没田舍。台风成灾的第三个方面是特大暴雨。饱含水汽的台风本身可以形成降雨,也可以与其他天气因素共同造成降雨。暴雨常常能影响到离海岸几百千米的内地。在台风登陆风力减弱之后,暴雨造成的洪水有可能长时间延续。台风引起的暴雨,降雨区中,降水强度极大。
防台风减灾。
台风的能量很大,来势凶猛异常,造成灾害有时是不可避免的。但是及时准确的预报,加上积极有效的预防措施可以大大减少人员伤亡及经济损失。
对台风的预报主要是对其生成及移动路径的预报。影响台风移动的因素有两类。一类是内力因素,另一类是外力因素。一般来说,台风内力较小,变化不大,1~2天内可看作稳定不变。当外力强而稳定时,台风移动比较规则,台风一般取正常路径移动。当外力减弱,内力相对较强时,或外力变化快而复杂时,台风常出现异常路径,因此在作台风路径预报时,首先要考虑外力作用。
多种台风的预报方法对大多数台风的路径及其强度已能作出比较正确的预报,但对异常台风则常常失灵。这些异常台风主要是:①台风路径突变,包括移动方向突变和移动速度突变。②台风强度的突变和台风造成突发性暴雨。因此加强对台风的监测就显得特别重要。近十几年来,由于卫星云图和雷达技术的广泛应用,台风的监测和预报精度已有明显的提高。卫星对台风的监测主要是获取卫星云图,通过对云系特征、云图亮度的发展和变化的分析,不仅实现对台风的定位,而且能够预报台风的移动路径以及异常台风的活动。雷达的应用主要是通过雷达回波,对台风进行定位,及时地发现和预报强台风的移动。
针对不同警报阶段(台风消息、警报、紧急警报),应采取多种应急防灾对策。在经济开发区,基本设施建设时应参照台风灾害的危险程度确定抗台风建筑的等级,对质量差的住房进行加固,乃至疏散人口,撤离城区。
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