科學匯 |「黑格比」走了,我們來說說:颱風來來去去,都有什麼套路

2020-08-07 錢江晚報

錢江晚報·小時新聞 記者 王湛

8月6日,「黑格比」颱風在朝鮮登陸後,繼續向東北方向移動,並逐漸變成了溫帶氣旋。

其實今年的颱風來的不是那麼「準時」。因為剛剛過去的7月,被稱為「空臺期」,即1949年以來,首個沒有颱風的7月,罕見。

然而,7月剛過,8月1日當天,就接連生成了兩個颱風,它們分別是「森拉克」颱風和「黑格比」颱風。

為此,我們本期還特別邀請到了浙江大學地科院大氣系朱佩君副教授,為大家好好科普下颱風的知識。

颱風和颶風只是叫法不同

眼牆區的風速和對流最強烈

在八年級上科學課本的《風和降水》一節裡,我們學到過風形成的原因:同一水平高度的兩地,由於氣壓不同,氣流會從高氣壓地區流向低氣壓地區。

颱風也有類似氣流,不過颱風中更顯著的氣流來自圍繞颱風中心的旋轉氣流。

颱風是西北太平洋地區熱帶氣旋的一種俗稱。熱帶氣旋形成於熱帶或副熱帶洋面上。其實,颶風也是熱帶氣旋,只是關聯的地區不同。熱帶氣旋發生在大西洋、墨西哥灣、加勒比海和北太平洋東部時就稱為「颶風」。

熱帶氣旋的特點是:中心氣壓非常低,水平氣壓梯度又極大,通常每公裡有5-10百帕的差別,這就使得風力很大。

從衛星上看,颱風是一個準圓型的天氣系統,總的水平範圍平均半徑約400-500公裡,垂直方向上一般達到對流層頂。颱風中心是少雲的眼區,眼區外是密蔽雲區。從雷達掃描可以看到,從眼區向外還有「眼牆」和「螺旋雨帶」。

颱風眼區半徑平均約20公裡,風速為靜風或弱風。眼牆區一般寬度為100-200公裡,是圍繞颱風眼的最大風速區,最強烈的對流和降水就集中在此區域。

颱風帶來的災害性天氣主要有大風、暴雨和風暴潮。當颱風逼近後,會出現陣雨天氣;當進入颱風螺旋雨帶範圍時,會出現大陣雨天氣;當進入颱風眼牆範圍時,主要受積雨雲控制,就會出現狂風暴雨的天氣;而到了眼區後就是短暫的晴天。接著,將進入颱風的另一半,順序相反。

當然,颱風實際上並不完全對稱,而且隨著時間變化,它的結構和強度都會變化。

譬如,颱風的風速分布很不均勻,在移動方向的右側半圓比左半圓風速更大,在海上時浪更高,就更危險,稱之為「危險半圓」。

之所以右半側風速更大,主要和颱風的移動有關。在颱風右側,它的基本環流方向和移動方向一致,兩者疊加使得右側總體風速變大。相反,在颱風的左側,它的基本環流方向和移動方向相反,兩者疊加後使得風速變小了。

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颱風的生成並不容易

但平均周期3-10天

盛夏季節,我們國家從廣西到遼寧沿海都可能有受颱風登陸影響。因為西北太平洋颱風是全球生成颱風最多的地方。平均每年約27個,其中8月中下旬-9月上中旬發生頻數最多。歷史上1967年最多有40個颱風,1998年和2010年最少,只有14個。

但實際上,颱風的形成挺講究「天時地利」——一般要在距離赤道2.5個緯度以上,海表溫度大於26.5攝氏度的熱帶或副熱帶洋面上,才有可能形成颱風。

因為距離赤道太近的地方,颱風形成的初始動力條件不足;海表面溫度太低時,能量不足也無法孕育颱風。除此以外,還需要大氣的環境條件。譬如,對流層低層要高溼高溫,有一個初始擾動,高低層的水平風差別要小等等。

所以形成一個颱風也是很不容易的,熱帶洋面上很多爆米花一樣的對流雲團或熱帶擾動,轉悠很久也不一定能攢成颱風。

颱風形成後,在有利的動力和熱力條件下,將不斷增強,並且在洋面上不斷遊蕩,留下他生命的軌跡——颱風路徑。西北太平洋颱風路徑主要有三種:轉向路徑、西北路徑和西行路徑。

由於受複雜環境影響,有些颱風的移動路徑會變得很複雜,如發生停滯、打轉、蛇形、倒拋物線等等。1986年16號韋恩颱風,移動路徑發生了5次顯著轉變,其中包括四次180度的轉向。

不過,當颱風移動到冷洋面或者陸地,失去了撫養它的能量源時,就會逐漸減弱消亡。雖然歷史上最持久的颱風——1972年3號颱風麗塔,颳了540小時(22.5天),但總體上,颱風的平均生命周期約3-10天。

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興趣小組

颱風如何監測預測

颱風在洋面上生成和移動時,我們是如何監測的呢?

當颱風遠離陸地時,主要使用衛星對它進行觀測,確定它的位置和強度。當接近陸地時,主要運用沿海的雷達對它進行跟蹤監測。到達陸地時,還有很多的地面觀測站等著它呢。

隨著雷達和衛星等氣象遙感觀測資料的不斷增加,預報模式中描述大氣物理過程更加準確,天氣預報的準確性也不斷提高。颱風的預報主要有颱風強度和移動路徑預報,後者預報準確性高於前者,這也是大家感覺颱風移動路線和登陸點預報準確的原因。

目前中國的風雲衛星已經發展到第二代,在颱風等災害性天氣監測中起到了重要作用,中國是世界上氣象衛星數據服務國際領先的國家。8月2號,中國氣象局聯合相關單位成功地進行了我國首次高空大型無人機颱風綜合觀測試驗,對我國颱風探測基於包預警具有裡程碑的意義。

考考你

今年第4號颱風「黑格比」的中心已於04日03時30分前後在浙江樂清沿海登陸。颱風是一種強烈的熱帶氣旋。熱帶氣旋是發生在熱帶或副熱帶洋面上的低壓渦旋,是一種強大而深厚的熱帶天氣系統。你知道其附近中心風力達幾級或者以上才稱為的颱風嗎?一般而言,哪個季節颱風最多,哪個季節颱風最強?

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出題老師:北京師範大學附屬杭州中學法治社會組教研組長 劉作軍

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