編者按：11月底生成的颱風「北冕」，於12月2日在菲律賓以東洋面加強為超強颱風。一般來說，12月西北太平洋洋面出現颱風的概率很小，那麼，這個12月還會有颱風嗎？12月初，我國東南沿海地區的降水過程是否和「北冕」有關？擁有最冷紅外亮溫的「北冕」有何不同？「北冕」冷颱風的屬性又是否名副其實？本期科普看臺一一解讀。
本期專家顧問：中央氣象臺首席預報員 張玲 中國氣象局颱風與海洋氣象預報中心高級工程師 呂新豔
今年會有颱風嗎？
中國氣象報記者 張明祿
11月26日14時生成的今年第28號颱風「北冕」於12月5日14時在南海中部海域減弱為熱帶低壓，其風力進一步減弱，已很難確定其環流中心，中央氣象臺當日17時對其停止編號。
「北冕」衛星雲圖。來源：國家衛星氣象中心
如今已是2019年最後一個月了，那麼，12月還會有颱風嗎？
颱風是發生在熱帶和副熱帶洋面上的低壓渦旋，是一種常見的天氣現象，其經常產生在西北太平洋洋面上，主要集中在夏季和秋季。颱風的形成需要以下幾個條件：要有廣闊的洋面，海溫26℃，水深60米以上；一定的正渦度初始擾動；環境風在垂直方向切變小；具有一定地轉偏向力，一般至少離赤道5個緯度。
呂心豔介紹，從歷史數據看，1月到12月南海和西北太平洋海域均有颱風生成，一般來說，7月到9月是颱風生成的活躍期。從多年平均看，12月生成颱風數量明顯偏少，平均每年有1.26個颱風生成，少於6月到11月，多於1月到5月，排在全年的第7名。因為在季風背景下，夏季的季風槽非常有利於颱風生成，但在冬季，沒有明顯的季風槽，主要受赤道輻合帶控制。另外，冬季海溫不如夏季和秋季的海溫高。
此外，12月很少有颱風登陸我國。據統計，僅有兩個颱風登陸我國，1974年第27號颱風於12月2日登陸廣東臺山，強度為熱帶風暴級（23米/秒，998百帕）；2004年第28號颱風於12月4日登陸臺灣屏東，強度為強熱帶風暴級（28米/秒，995百帕）。但是，這兩個登陸在12月的颱風，都生成於當年11月底。
之所以12月登陸我國的颱風很少，是因為此時颱風移動路徑以偏西或轉向路徑為主。12月的颱風一般生成於副熱帶高壓南側的東風波中或赤道輻合帶中，沿副高南側偏東氣流向偏西方向移動，或在大洋中間轉向，在洋面中減弱消失，很難在我國登陸。如2017年第27號颱風「天秤」在菲律賓以東生成後，一路西行，在泰國灣減弱停編。
由於大氣環流和海洋熱力條件不好，12月的颱風強度通常不強。1949年到2018年，12月生成的颱風最強極值強度為90米/秒（1955年，Ruth），但是，約61%的颱風極值強度在颱風級或颱風級以下，強熱帶風暴級或熱帶風暴級颱風居多。
今年颱風生成的數量偏多，但登陸我國的颱風偏少，強度整體偏弱，登陸颱風強度較歷史平均水平也偏弱。截至12月7日，南海和西北太平洋海域有28個颱風生成，比常年同期偏多兩個，但僅有5個登陸我國（分別是「木恩」「韋帕」「利奇馬」「白鹿」「米娜」），登陸個數比常年偏少兩個，比去年偏少5個。28個颱風的峰值強度平均為37.8米/秒（13級），弱於多年平均（40.1米/秒，13級）。其中，5個颱風登陸我國時的平均強度值為30.6米/秒（11級），小於多年平均值（32.6米/秒，12級），但颱風「利奇馬」登陸強度極強，在1949年以來登陸我國大陸地區的颱風中強度排名第五，在登陸浙江的颱風中強度排名第三。截至目前，2019年12月無颱風生成。中國氣象局颱風與海洋氣象預報中心預計，後期將有一到兩個颱風生成。
東南沿海降水，颱風雨？
中國氣象報記者 宛霞
12月初，時值冬季，我國東南沿海地區出現降水過程，其中，福建沿海部分地區出現大雨，浙江大部地區以陣雨為主，浙江、福建、臺灣的部分山區還出現了降雪。有人將這次降水過程歸咎於颱風「北冕」，認為是颱風雨或颱風雪。對此，張玲予以否定，她澄清說，到目前為止，氣象學界並沒有颱風雨或颱風雪的概念。
大風、降水、風暴潮是颱風最主要的三大影響。而所謂的颱風降水一般是指颱風直接造成的降水，通常包括颱風本體降水和颱風外圍降水。颱風本體降水是指颱風本身系統造成的降水，一般不超過半徑500公裡範圍；而颱風外圍降水是指颱風外圍系統（比如颱風倒槽或颱風倒槽和冷空氣結合等）造成的降水。從本次降水區域出現的位置距颱風中心的距離看，並不屬於颱風本體降水。
張玲說，無論是颱風、冷空氣、冷渦還是鋒面造成的降水，都要具備以下幾個條件，即有充足的水汽，有抬升機制，還要考慮是否有局地的地形影響等其他因素。
從天氣背景看，12月4日至7日，我國東部地區經歷了一次大範圍降溫過程，與此同時，5日至7日，我國長江以南地區有一次南支槽東移過程，而東南沿海地區的降水就發生在南支槽東移期間。
「在這次降水過程中，福建、浙江等地的降水量級和降水區域，與南支槽東移可以很好地匹配。」張玲說，即使沒有颱風「北冕」，在東移南支槽和南下冷空氣的影響下，東南沿海地區很大可能也會出現降水過程。因為從動力條件看，南支槽東移本身就是一個非常強的動力條件，槽前有較強的上升運動。另外，從低層850百帕以下看，冷空氣一路從我國東部地區南下，東部海區和沿海持續長時間的較強東北風，在華南北部形成了一個東東北-西西南走向的鋒面，南支槽槽前的暖溼氣流在鋒面上爬升，具備了較好的動力抬升條件，非常有利於降水產生。
那麼，颱風「北冕」對此次東南沿海地區的降水到底有沒有影響呢？
「北冕」從熱帶洋面一路過來，攜帶大量水汽，到我國中沙群島附近止步，其中心沒有繼續北上靠近我國大陸，而是掉頭向偏南方向移去。
從3000多米的高空流場可以發現，在「北冕」中心東側有偏南風向我國東南沿海輸送，表明「北冕」對降水區的出現起到了一定的水汽輸送作用。
此外，「北冕」對於有利於降水的動力抬升條件也有一定貢獻。颱風是低壓系統，冷空氣是高壓系統，「北冕」進入南海後，強度減弱並不快，保持著強的低壓性質，它和冷高壓存在懸殊的氣壓差，從而在兩者間存在明顯的氣壓梯度力，這個較大的氣壓梯度力有利於鋒面附近出現明顯的上升運動；同時，在3000多米的高空，此次降水期間，在我國東南沿海地區上空維持一個東北-西南向的倒槽，這些都是對降水產生的有利因素。
張玲認為，在東南沿海的這次降水過程中，有利於降水出現的因素很多，「北冕」的確在水汽輸送和動力抬升條件方面對這次東南沿海的降水過程有貢獻，發揮了一定作用，但「北冕」並不是起到決定性作用的因素。因此，說12月初我國東南沿海降水是颱風雨或颱風雪的說法並不準確。
「冷颱風」？「北冕」不背鍋
中國氣象報記者 簡菊芳
凍透廣東、福建、浙江，颱風「北冕」被網友稱為「冷颱風」。人們甚至認為，是「北冕」吸引冷空氣南下。這樣說來，北冕「冷颱風」屬性似乎名副其實。那麼，「冷颱風」這個高冷霸氣的名字，「北冕」是否值得擁有？
張玲說，氣象學界沒有「冷颱風」「熱颱風」的說法。實際上，所有颱風都是「暖心」系統，是不折不扣的「暖男」。這是因為和它周圍環境相比，其中心比周圍環境同高度處的溫度高出8℃到10℃，並且根據颱風強度不同，這個數據還會有所不同。
颱風在發展過程中，通過垂直上升運動把水汽抬升到高空，水汽在上升過程中凝結，並不斷釋放凝結潛熱，由於颱風中心附近有非常強的上升運動，凝結潛熱釋放作用非常明顯，從而導致颱風雲體中上部位出現「暖心」結構，這是颱風「暖心」的主要原因。此外，颱風的「暖心」和強度有一定的正相關關係，一般而言，中心越暖，強度越強。
與颱風中心的暖相比，颱風眼牆的雲頂是冷的。張玲說，這個「冷」不代表冷颱風，而是判定颱風強度的重要因素之一。颱風的冷在雲頂區，簡單來說，颱風眼區溫度越高，環繞颱風中心的眼牆的雲頂溫度越低，就越有利於形成結構清晰的颱風眼，颱風就越強。
颱風雲系是一個螺旋上升結構，越往上抬升溫度越低。從大氣溫度的垂直分布看，高度達到10千米以上，溫度都是零下幾十攝氏度。
從夏季到冬季，身處中緯度地區的人們能明顯感覺到溫度的變化。但颱風發源地——熱帶洋面的海溫在一年中變化幅度很小，加上中緯度的冷空氣活動對低緯地區的影響程度有限，因此熱帶洋面上仍然具備一定的孕育颱風的條件，這是在秋冬季的熱帶洋面依然會有超強颱風的原因，只是數量上較夏季偏少。
在「北冕」登陸菲律賓前，已達到超強颱風級，其伸展高度可達15公裡甚至更高，因此，其冷雲區最低溫度可達零下八九十攝氏度甚至更低。張玲表示，從結構上看，冬季的超強颱風和夏季的超強颱風沒有明顯區別，且「北冕」達到超強颱風級時所處的海域也是在夏季容易出現超強颱風的海域之一。
網友所說的「冷颱風」，主要是認為「北冕」與這次冷空氣南下有很大關係，它與夏季的颱風不一樣，甚至說它是高冷選手。張玲說，颱風不能背這個鍋。一方面，冷空氣並不是颱風「北冕」帶來的，只是「北冕」影響我國的時間和冷空氣影響我國的時間基本重疊而已；另一方面，冷空氣對「北冕」的強度有一定的破壞作用。
張玲說，冷空氣對「北冕」強度的削減是逐步的。12月4日到5日，「北冕」西側有對流層中層的幹空氣捲入，導致颱風西側和南側的對流受到抑制。這是由於颱風的對流發展需要有大量的水汽輸入才能得以維持，這股幹空氣的到來就好比是給熊熊燃燒的大火潑了一盆水，明顯削減了颱風雲系的「囂張氣焰」；緊接著5日下午，伴隨對流層低層冷空氣前鋒到達南海中部並繼續南下，「北冕」在冷空氣的裹挾下轉向偏南方向移動，強度進一步減弱。
張玲說，強冷空氣對颱風強度有明顯的減弱作用，但一般的冷空氣對颱風的影響比較複雜，有時甚至可能對颱風強度有短暫增強作用，要看具體情況，不能一概而論。
「北冕」和「別人」不一樣
中國氣象報記者 李慧
衛星探測資料顯示，颱風「北冕」中心區域形成的冷雲區最低溫處達到-109.4℃，是已知地球上觀測到的最冷紅外亮溫，這和氣候變暖有關嗎？如果有關，未來隨著氣候變化的影響，是否會有更多的最冷紅外亮溫出現？
紅外亮溫是指氣象衛星紅外通道的觀測值，是雲頂和無雲或少雲區地球表面向太空發射的輻射。通常將它以相當黑體溫度（Black Body Temperature，縮寫為TBB）來表示，也稱之為「亮度溫度」或「亮溫」。亮溫可以揭示出雲的存在和雲所處演變階段中的一些顯著特徵。熱紅外通道亮溫主要反映的是雲頂溫度和高度信息。對於成熟階段的對流雲，雲頂溫度越低，其雲頂越高，越容易產生降水。通過雲頂紅外亮溫，降水雲識別能力比僅採用光學厚度和有效半徑的方案明顯提高。無論陸地還是海洋區域，新增紅外亮溫信息後，能夠更有效地識別弱降水，出現降水誤判和漏判的區域面積更小。
目前，一些氣象學家指出，由於颱風「北冕」在發展過程中出現極為強烈的冷雲區，使得它在西太平洋歷史上可能已經有了非常獨特的地位。衛星探測資料顯示，11月30日4時，「北冕」中心出現了極為強烈的冷雲區，最低溫處達到-109.4℃，這可能是已知地球上觀測到的最冷紅外亮溫。
由於高度升高溫度下降的原理，對流層頂附近的溫度都非常低，一些強對流天氣發生時雲層頂部溫度可以達到-50℃或者更低。對流活躍的颱風也是如此，雲層頂部的溫度可以低至-70℃以下。來自美國關島大學的馬克·蘭德指出，颱風「北冕」發展過程中的-109.4℃似乎是有記錄以來最低的雲頂溫度，大大低於此前觀測到的世界紀錄-102.2℃，此前的紀錄是澳大利亞附近的一個名為Hilda的熱帶氣旋創造的。
除了颱風會將雲頂推到極強的低溫以外，強烈的雷暴也會將雲頂推至極強的低溫狀態。比如2008年11月，在澳大利亞北海岸出現了一次強烈的雷暴天氣，在這次天氣過程中，雷暴雲產生的雲頂亮溫低至-102℃以下，逼近當時的世界最低雲頂亮溫紀錄。
專家分析指出，如此強烈的對流是颱風「北冕」的「中心冷雲蓋」產生的異常情況，在出現這種情況時，「北冕」所處海域海洋能量過度充沛，同時，處在有環境垂直風切變和高空急流存在的特殊大氣環境中，導致對流極強但強度發展緩慢，而過度充沛的海洋能量則可能和全球變暖有關。
全球變暖是由地球系統能量不平衡驅動的，由於大氣溫室氣體增加，進入地球系統的能量大於逃逸出地球系統的能量，造成地球系統能量增加。海洋巨大的熱容量是全球變暖最主要的能量存儲器。過去幾十年，海洋熱含量和大氣中的二氧化碳濃度均不斷攀升。所以，在全球變暖繼續發展的背景下，未來還有可能出現更低的雲頂亮溫。