台风在我国为何多发生于夏秋季节?

作者: 魏俊霞

来源: 科学世界

发布日期: 2021-07-21 18:30:00

本文详细剖析了台风的形成机制及其路径,解释了台风为何多发生于夏秋季节,并强调了了解极端天气形成机制的重要性。

有时候,台风这样的极端气象会严重威胁到我们的生命与财产,给人类带来巨大灾害。本文将详细剖析台风这样的灾害性天气的形成机制。了解极端天气的形成机制将有助于守护我们的生命和容纳我们的地球生态。

在热带生成的积雨云集团形成了台风。“台风”的本质,是大量积雨云聚集在一起所形成的涡旋。赤道附近低纬度海洋的表层海水温度较高,风与风之间相互碰撞,很容易形成上升气流,从而导致积雨云不断发展。像这样在热带海洋中形成的积雨云,就是台风的“种子”。

被上升气流携带到高空的水蒸气凝结为水滴(云滴)时,会向周围释放热量(凝结热)。也就是说,在热带海洋中形成的积雨云会释放出大量的热量。当陆续增大的积雨云聚集为集团时,积雨云集团释放出的热量导致海面附近的气压降低。最终,积雨云集团会转化为“热带气旋”。

刮向热带气旋中心的风,特别是从水温超过27℃的海洋表面刮来的风携带了大量的水蒸气,这使得热带气旋蓬勃发展,气压越低而风速越强。当靠近中心的最大风速超过每秒17米(即达到8级风)时,则称为“台风”。

在涡旋中心有暖空气。下方展示的是台风结构的示意图。台风的中心部位称为“台风眼”,那里几乎没有云。这是因为刮入台风的狂风呈逆时针旋转,云因其离心力而无法抵达台风中心的缘故。

在台风眼周围会形成宛如墙壁般高高耸立的积雨云,被称为“眼壁”(又称风眼墙)。靠近台风中心的狂风在台风眼周围的眼壁中呈螺旋状上升。眼壁因这一强大的上升气流而不断发展,并给云下方的地区带来猛烈的暴风雨。

沿着眼壁螺旋状上升的空气除了向周边刮出之外,还有部分落入台风眼中。通常来说,空气下降时体积会缩小,温度会升高。因此,在台风眼中受下沉气流等的影响,会形成温度比周围高10℃以上的较轻的暖空气(暖心结构)。暖心会导致海面气压降低,从周围刮进来更多的风。这样一来,台风就会从周围海面聚集水蒸气而变得越发猛烈,带来狂风暴雨。

台风在水平方向上半径可达数百千米,在垂直方向上高度可达十几千米。为了便于了解台风的结构,图像在上下方向上有所拉长(强调纵向结构)。

在台风中,风雨最猛烈的地方是台风眼周围的眼墙。在眼墙四周,形成了由多个云构成的队列,这些队列可以持续或间歇地带来猛烈降雨。台风还能够通过向锋面(冷气团与暖气团的交界处,容易形成云)输送暖湿空气,使得锋面的活动越发剧烈,有时会带来强降雨。即便台风位于距离我们遥远的海上,也不能掉以轻心。

台风主要在西太平洋形成,通常向西北方向作长距离的运动,在菲律宾、越南与中国南方登陆。但是,有些台风却会绕过上述地区,而来到西北太平洋的日本附近。台风的行进路径是怎样形成的呢?

从原理上来说,台风是被周围的风推着移动的。夏季滞留在日本东部海面上的太平洋高压所形成的风、信风,以及盛行西风是决定台风路径的关键因素。

从赤道到低于纬度30°的地区常年盛行从东向西吹的信风。因此,在热带海洋生成的台风会一直向西行进。进入夏季后,太平洋高压滞留在下图所示的位置。北半球的高压(反气旋)吹出顺时针方向旋转的风。因此,台风受到从太平洋高压吹出的风的影响,从高气压的南侧绕着西侧向北行进。

抵达日本附近的台风又受到盛行西风的影响,路径转向东,开始向东北方向行进。就这样,夏秋之际的台风路径大多纵贯日本列岛。

如上图所示,台风的路径每个月都有所不同。右图展示了台风在8月的平均路径。在8月左右形成的台风从温暖的海洋吸收了大量水蒸气,常会不断增强,“气势汹汹”地向中国南方扑来,却在东海或以东海域上转一个大弯,掉头纵贯日本。当台风抵达日本附近后,高空的冷空气流进入台风内,台风会转变成伴有锋面的温带气旋。统计结果表明,8月是台风形成次数、靠近日本的次数与登陆日本次数都最多的月份。

在西太平洋(北半球东经180°以西)和南海形成的较强的热带气旋称为“台风”。同样是热带气旋,其生成的地方不同,名称也不同。例如,发生在大西洋、墨西哥湾、加勒比海和北太平洋东部的话,则被称为飓风。

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