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第5章 认识台风(3)

在这样有利的地理条件下,特别是在比较宁静的洋面和散布着疏小而平缓的岛屿的浅海里,因为这些区域吸收太阳热量比较容易。因此,我们就不难理解;西北太平洋与西印度群岛附近海面是热带气旋的多发地区了。

2.对流层风垂直方向变化要小

对流层是大气层最低的一层。

大气在垂直方向上按气温高度的变化,分为对流层、平流层、中层、热层和散逸层5层。对流层离地面的高度随纬度和季节而变化,低纬度地区平均高度为17—18千米,中纬度地区平均高度为10—12千米,高纬度地区平均高度为6—8千米;夏季高于冬季。

为了保持热带气旋的暖心,需要上升气流释放出的潜热集聚在一个有限的气柱内,而不被扩散出去。

如果对流层风垂直方向变化很大,即高、低空风速相差很大或风向相反,则潜热会迅速向外扩散出去,不利集聚在一个有限的气柱内。这个条件是在大量观测资料,经过统计分析得出的。定量计算的方法是这样:用200百帕高度(约12千米)和850百帕高度(约1.5千米)两层的风速矢量差来计算统计。统计分析表明,在孟加拉湾和阿拉伯海海域上,盛夏低空盛行强西南季风,高层有强东风存在,风在垂直方向变化很大,因而很少有热带气旋发生。西北太平洋、东北太平洋、西北大西洋、西南太平洋和南印度洋的洋面上热带气旋发生频率较高,就是因为这些海域的风在垂直方向变化都很小的原因。

3.要有一定的地转偏向力为什么在赤道附近热带气旋反而不能产生呢?这是因为赤道附近没有地转偏向力,没有地转偏向力空气就不能旋转,空气不能旋转,热带气旋就不能产生了。事实表明,纬度大于5°是使空气旋转的必要地理条件。

4.低层要有初始扰动

热带气旋形成,低层要有较强的辐合气流,而与之对应的高层必须有较强的辐散气流,而且高层的辐散要超过低层的辐合从而引起地面气压不断降低,在这种情况下,地面的扰动才有可能发展成热带气旋。在热带、副热带洋面上,适合这种流场有热带辐合带和东风波。

热带辐合带中的扰动发展成热带气旋,约占总数的85%。当热带辐合带处于不活跃阶段,这时云系主要由面积较小的分布散乱的信风积云组成,此阶段的辐合带中很少有热带气旋发生。当热带辐合带处于活跃阶段,南半球东南信风活跃,赤道西风突然增强,或者南亚和东南亚西南季风爆发,有利于热带辐合带加强,出现多个大面积云团,这时辐合带中扰动最容易发展成热带气旋。

东风波加深后发展成热带气旋,约占总数的15%。气压在水平方向的分布除了高压和低压之外还有其他类型,如高压脊、低压槽等。高压脊是从高压延伸出来的狭长区域,而低压槽则是从低压延伸出来狭长区域,简称为槽。槽内等压线曲率最大处的连线,叫槽线。讲东风波,离不开槽和槽线。

东风波是热带信风带中的一个槽或气旋性曲率最大的波动,它产生在副热带高压南侧深厚的东风气流里,与其相应的气压场是开口向南的倒槽。波槽线常呈南北或东北—西南向,自东向西移动,波前为东北风,波后为东南风,有上升气流,多雷阵雨天气。

上述的四个条件仅是台风形成的必要条件,大家知道仅具备必要条件,台风还不一定能形成,只有具备了充足的必要条件才能形成,目前这些充足的必要条件仍处于进一步的分析和研究中。

台风的分级标准

台风,通常按热带气旋中心附近最大风力的大小进行分级。

过去中国气象部门将8—11级的风称为台风,12级和12级以上的称为强台风。为了同国际接轨,国家气象局1989年1月1日起对原有的《热带气旋等级》国家标准进行了修订,采用了国际统一分级方法。

新的分级标准在原来的热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风四个等级的基础上新增了两个等级,最高等级的热带气旋不再笼统地称为“台风”,而是在“台风”之上又新添了更高等级的“强台风”和“超强台风”。

超强台风:底层中心附近最大平均风速≥51米/秒,也即中心附近最大风力为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,也即中心附近最大风力为14—15级。

台风:底层中心附近最大平均风速32.7—41.4米/秒,也即中心附近最大风力为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,也即中心附近最大风力为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,也即中心附近最大风力为8—9级。

热带低压:底层中心附近最大平均风速10.8—17.1米/秒,也即中心附近最大风力为6—7级。

台风的路径

运动着的台风就像是一个正在旋转的陀螺,这个虚拟陀螺的尖顶在移动过程中的轨迹,就是台风路径。纵观台风的历史,不同台风的路径各不相同,目前还没有出现过路径相同的台风。

台风的路径为什么会多种多样呢?主要是台风在大气运动过程中,受到副热带高压的形状、位置、强度变化以及其他因素的影响。

台风移动的方向和速度首先受台风的动力影响。台风的动力分为内力和外力两种:

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,主要在台风初生成时起作用,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,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。

台风和四周天气系统的相互作用也对台风的方向和速度产生作用。

如台风靠近长波槽时,槽对其产生的吸附作用;又如双台风的相互旋转作用等。同时,洋面温度也对台风产生一定影响,如台风有绕过冷洋面向暖洋面移动的趋向。尽管台风的移动路径多种多样,但是总结起来,还是有规律可循的,以北太平洋西部地区台风移动路径为例,其移动路径大体有三条:

一、西进型:台风自菲律宾以东一直向西移动,经过南海最后在中国海南岛或越南北部地区登陆,这种路线多发生在10—11月,2006年就是典型的例子;二、登陆型:台风向西北方向移动,穿过台湾海峡,在中国广东、福建、浙江沿海登陆,并逐渐减弱为低气压。这类台风对中国的影响最大。近年来对江苏影响最大的“9015”和“9711”号两次台风,都属此类型;三、抛物线型:台风先向西北方向移动,当接近中国东部沿海地区时,不登陆而转向东北,向日本附近转去,路径呈抛物线形状,这种路径多发生在5—6月和9—11月。

台风的移动路径十分复杂,从来没有两条完全相同的热带气旋路径,不过归纳起来西北太平洋上的热带气旋大致可分为七类:

I类为远海转向,II类为低纬转向,III类为近海北上,IV类为登陆华东,V类为西行进入南海,VI类为登陆华南,VII类为抛物线热带气旋路径。

台风对人类的贡献

尽管台风使人类蒙受了巨大的损失,但它所带来的利益同样不可忽视。台风对人类的贡献主要有三个方面:

1.提供大量淡水资源

台风是重要的淡水资源。随着全球人口激增和工农业发展,对淡水的需求量日益增大,加上陆地上有限的淡水资源分布不均匀,世界性水荒已日趋严重。而台风却为人类带来了丰沛的淡水。台风给中国沿海、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。在热带许多干旱地区,每年有很大一部分的降雨也是来自台风。穿过西澳大利亚海岸的台风中,90%都对畜牧业有益。1984年两个飓风袭击墨西哥湾,对沿岸几个地区产生了巨大的破坏。然而,充沛的降水蓄满了水库,拯救了庄稼,飓风带来的农业经济收益大于沿海地区遭受的损失。

2.保持热平衡

台风最大时速达200公里左右,其能量相当于400枚2000吨级的氢弹爆炸时所放出的能量,地球全凭着这个能量保持热平衡。

靠近赤道的热带、亚热带地区受日照时间最长,干热难忍,如果没有台风来驱散这些地区的热量,那里将会更热,地表沙荒将更加严重。同时寒带将会更冷,温带将会消失。我国将没有昆明这样的春城,也没有四季长青的广州,“北大仓”、内蒙古草原亦将不复存在。

3.形成具有活性的短链水分子

能量巨大的台风在形成及运行时,借助闪电等作用,可以击碎水分子长链,形成具有活性的短链水分子。而地球上的生物在吸入这些短链水分子后,可增添生命的活力,从而使地球生态持久发展下去。

另外,台风能增加捕鱼产量。

每当台风吹袭时翻江倒海,将江、海底部的营养物质卷上来,鱼饵增多,吸引鱼群在水面附近聚集,渔业产量自然提高。

台风还可以发电。这里所指发电当然不是指利用台风的风力发电,因为台风风力过大,所谓的台风发电实际上是用台风带来的雨水发电。

1995年夏,广东省水利厅利用准确天气预报,下令在第5号台风来临之前,全省大中水库泄洪发电,再让台风雨把水库灌满。结果这个台风使广东多发电800万度,台风雨已成了当地盛夏重要的水利、水电资源。

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