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关于台风有哪些趣事?

 2014年7月23日10时,1410号台风“麦德姆”位于福建莆田市南偏东约90公里的台湾海峡海面上,其中心最大风力12级,最低气压970百帕。受“麦德姆”影响,江南、江汉,甚至北上至山东、辽宁,黄淮干旱区迎来雨水,福建大部、浙江西部和南部、江西东部、安徽南部、台湾等地有大到暴雨,部分地区有大暴雨或特大暴雨。台风与人们的生活息息相关,难道就只是自然灾害吗?我们来看看关于它有哪些趣事。

台风“麦德姆”,图像来源:http://earth.nullschool.net


一、台风是什么?


  广义上来说,台风是活跃在西北太平洋面上,底层中心附近平均风力8~9级(含)以上热带气旋的总称。狭义来说,台风是活跃在西北太平洋面上底层中心附近平均风力12~13级热带气旋的名称。本文中若无特别说明,那么“台风”指的是广义的台风。

二、热带气旋是什么?


  在热带和亚热带海洋上,常有一些漩涡状云团生成,它可以借助海洋蒸发水汽和富含水汽气流的能量使自己越转越快,当底层中心附近平均风力达到6~7级,这团漩涡云就成为热带气旋了。


三、热带气旋有哪些等级?


  由于不同的洋区海域由不同的气象机构负责监测,所以不同洋区生成的热带气旋评级方式和名称也不一样。中国气象局根据底层中心附近平均风速,将热带气旋分为热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风、强台风和超强台风。

图像来源:截图于中国气象局中央气象台网站“台风命名”页面


四、成熟的热带气旋是什么样子的?


  成熟的热带气旋通常有螺旋雨带、中心密集云区和风眼三个结构,螺旋雨带由很多积雨云有组织地结合在一起,如果地面被螺旋雨带扫过,可以出现伴随短时强风的雷阵雨天气。中心密集云区也就是俗称的“眼墙”,这里是风雨最猛的区域,给热带气旋强度评级就要参考这里的风速。而风眼是中心密集云区中央的一块晴空区,这里风雨停止,似乎什么都没发生一样,只有满目疮夷诉说着不久前的疯狂。

图像来源:美国海军研究实验室


五、有些台风周围有很多向外发散的“毛毛”,那是台风的一部分吗?


  它们是台风的“排泄物”。台风的垂直结构是低层水汽从四面八方汇聚;水汽在中层一边上升一边凝结,产生大量的对流云团;水汽不能无限上升,所以升到大约一万米的高空后会向四周散开,万米高空温度很低,水在这里凝结成冰晶,形成类似高云族中的伪卷云的云彩。水汽的汇聚、抬升和散出对台风结构的维持、加强有非常重要的意义,因此如果在卫星云图上看见台风四周存在很多这样的“毛毛”,那么这个台风在近期会加强或维持强度。像图上的1224号台风“宝霞”,它的最强强度级别是超强台风。

图像来源:美国海军研究实验室


  由于这些云彩出现在台风附近,位置又很高,如果沿海渔民看到很多这样的云彩,那就说明台风很可能要影响到本地,不能再出海了。


六、有热带气旋,难道也有温带气旋、极地气旋吗?


  是的!但这样的气旋分类方式不是以气旋生成和活动的纬度来划分,而是以它们的形成机制来划分的。热带气旋是借助“第二类条件不稳定”机制,使用海洋能量来发展的气旋;温带气旋是多个锋面互相作用产生的气旋;而极地气旋通常是冷空气堆积形成的。


七、也就是说,热带气旋移动到高纬度地区,也还是热带气旋?


  是的!1216号台风“三巴”在刚生成时位于北纬11.2度的菲律宾以东热带海洋上,数天后以强热带风暴级别上限强度登陆韩国,并且间接影响到了我国东北部地区,在那里降下暴雨。



八、台风只能带来暴雨吗?


  不,台风对我们造成的影响远不止这一方面,除了暴雨,还有强风和风暴潮。强风自不必说,越强的台风风力越强、能量越高;而风暴潮可能是大家不太熟悉的一个现象,台风中心气压很低、四周气压相对较高,那么台风盘踞的海面就会升高,如果此时台风即将登陆,海面会迅速升高数米,大量海水涌上岸冲毁房屋、卷走人畜、浸泡农田,1970年11月孟加拉湾发生了一次风暴潮,造成30万人死亡,台风带来的暴雨水灾和风灾还不至于这么严重。

图像来源:自制,仿陈联寿等《台风预报及其灾害》


九、台风这么坏,是不是没有台风就好了?


  不是!虽然台风对我们的生活和生产带来诸多不便,但地球上万万不可缺少台风。台风是海洋和大气能量交换的运输车,台风在发展过程中吸取海洋能量,在移动过程中将能量向中纬度、高纬度大气释放,调节大气、海洋能量之间的平衡,这一变化普通人难以体会到,却惠及每一个地球上的生命。台风在制造风暴潮的同时,可以使深海海水上翻,深海里的浮游生物被带到海洋浅层,给这里的海洋动物送来丰富的营养。台风从无法饮用的海水中汲取水汽,再以淡水降雨的形式返还给地面,对于不少内陆地区,台风是缓解干旱、滋养作物、获取淡水的重要水源。而对于上班族和学生来说,最直接的好处难道不是放台风假吗?


  由于台风和周围的天气系统互动活跃,所以它能产生许多有趣的现象,科学家可以根据它的形态和现象来分析台风及周围系统的强度、结构,科学爱好者也可以借此机会来了解大气的运动过程。


十、有的台风呈“6”字形的样子,是因为其他天气系统与台风相互作用吗?


  是的。如下图,中间的是1221号台风“派比安”,有一条长长的云带与“派比安”北侧相接,“派比安”看起来就像一个阿拉伯数字“6”。这是因为台风与一道西风槽相遇了,它们就像是就别重逢的老朋友,一见面就拉起手来,难以分开。

图像来源:美国海军研究实验室


  西风槽是中纬度西风带中的低压天气系统,不能直接看见,要通过放气球探测高空气压、气温等数据之后,在高空天气图上绘制出来,下图中“U”形线条密集区域就是西风槽。槽自西向东移动,槽的东侧吹着西南风,同时气流向上运动,如果槽跟台风相遇,槽的西南上升气流就能从台风高空吹过,帮助台风高层的水汽散开,将台风不需要的冰晶从高空带走,形成台风西北方向的长长云带。所以看见“6”字形台风就能知道,西风槽和台风接上了。

图像来源:韩国气象局


十一、那么有没有“9”字形的台风呢?


  有的,但这样的小尾巴就不是将台风的一部分带走,而是给台风送礼来了。如上文所说,台风的加强离不开温暖水汽的供给,图上位于台风南侧的小尾巴实际上是蕴含巨大热量和水分的西南季风气流,西南季风往往在每年的春夏之交开始活跃,给我国华南甚至华东地区带来充沛的降水,而西南季风跟台风相接后,水汽就会源源不断地向台风输送,使其结构逐渐完善,威力更强。如图中的1410号台风“麦德姆”,在西南季风的支援下以强台风级的强度登陆我国台湾岛,稍微减弱后以台风级强度进入台湾海峡,于数小时后以强热带风暴级的强度登陆福建省,假如没有西南季风支援,台风登陆台湾岛后不久就要消散了。

图像来源:美国海军研究实验室


十二、两个台风走到一起,会不会变成“8”字形台风?


  这个想法很有意思。如果两个台风逐渐靠近,它们的外围气流会相互作用,产生复杂的后果,比如两个台风互相绕着转、一个跟着另一个移动,使得后期路径难以预报。下图是1313号台风“皮瓦”(左)和1314号台风“尤娜拉”(右),它们在中北太平洋生成,“尤娜拉”受“皮瓦”的牵引,二者稳定地向西移动,最终跨过国际日期变更线成为西北太平洋的客人。

图像来源:美国宇航局 



假如两个台风的距离足够接近,是否能融合成“8”字形台风呢?答案是否定的,如果两个台风大小、强度差不多,接近后会相互破坏。如果其中一个台风比较强,还能将弱台风吞并,比如1107号台风“蝎虎”就被1106号台风“马鞍”吃掉了。

图像来源:美国海军研究实验室

 

  两个或数个台风相互作用发生的现象由日本气象学家藤原咲平最先进行了细致的研究,所以这个现象又称为“藤原现象”。


十三、为什么两个大小、强度差不多的台风接近后会相互破坏?


  包括热带气旋在内的北半球的气旋都是逆时针旋转,也就是说台风北侧吹东风、南侧吹西风,如果一个台风的北侧和另一个台风的南侧相接,相接部位的风向是相反,所以它们会相互破坏,无法稳定共存。


  在台风形成的初期,其低层可能存在多个旋转中心(学名叫做“低层环流中心,LLCC”这里为了便于理解,就称为“旋转中心”吧),各中心相互制约,台风发展将受到抑制,只有一个中心胜出取得主导地位、其他中心与主中心合并之后才能发展为成熟的台风。如下图,1304号台风“丽琵”拥有三个低层旋转中心,导致台风发展受阻,尽管它已经是一个台风,但强度仅达到热带风暴的级别。

图像来源:美国海军研究实验室


十四、“丽琵”台风和“蝎虎”台风为什么看起来没有螺旋雨带?


  台风就像一件娇贵的艺术品,需要满足拥有一个初始扰动、海温足够温暖、高低空风速风向差别不大、生成纬度具有较大的科里奥利力等等诸多条件后才能形成成熟的台风。如果台风发展良好,它的低层中心会被厚厚的高空云层覆盖,我们不能直接看见台风的低层旋转中心。而“丽琵”和“蝎虎”发展的过程中受到了附近天气系统的干扰,这些天气系统在高空吹出了很强的风,如果强风吹到了台风,台风产生的云团会被吹到下风处,台风低层的旋转中心就会显露出来,因此这两个台风虽然底层风力达到了热带气旋的强度,却没有热带气旋的正常结构。

图像来源:美国国家海洋和大气管理局

 

  1315号台风“康妮”在我国台湾以东近海活动时,受到来自高空高压系统的强风侵袭,“康妮”的对流云团被吹向西方,而低层旋转中心的移动路线是向北的,于是高低层分离,低层旋转中心裸露出来。


十五、台风的高层云团飘走了,那么这个台风是不是一分为二了?


  从台风的评级规则中就能看出来,底层的风速才是评级的关键,低层旋转中心才是一个台风的“身份证”,只要低层旋转中心没有损毁,即使“康妮”这样的台风发生高低层分离,“康妮”这个名字还是属于低层的那一方,分离出去的高层云团不能视作一个台风。

图像来源:美国海军研究实验室


  但是,“康妮”的情况有些特殊,它的高层云团在脱离低层后,飘到了台湾以北海面上,与南下锋面结合,并逐渐旋转起来,经过一天多的整合,这个系统居然在低空产生了一个新的旋转中心,并产生了8~9级的风力,也就是说一个新的台风——1317号台风“桃芝”诞生了。


十六、台风是否还有其他的分裂方式?


  有。台风移动过程中如果遭遇数千米高的山脉(如中国台湾中央山脉、菲律宾吕宋岛上的山脉),台风外围气流会在山脉另一侧形成一个副中心(背风低压)。

  如果台风会对山脉正面相撞,作为“身份证”的低层往往无法跨越山脉,只能留在山脉这边,而万米高空的高层旋转中心却可以飞到山脉另一侧,与那一侧的副中心相配合,整合成功后又成为一个完整的台风,编号和名字还用原来的。正如近期刚刚登陆我国台湾省的1410号台风“麦德姆”那样。












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