颱風是熱帶氣旋的一個類別。在氣象學上,按世界氣象組織定義:熱帶氣旋中心持續風速在12級至13級(即每秒32.7米至41.4米)稱為颱風(typhoon)或颶風(hurricane),颶風的名稱使用在北大西洋及東太平洋;而北太平洋西部(赤道以北,國際日期線以西,東經100度以東)使用的近義字是颱風。
颱風形成
在海洋面溫度超過26℃以上的熱帶或副熱帶海洋上,由於近洋面氣溫高,大量空氣膨脹上升,使近洋面氣壓降低,外圍空氣源源不斷地補充流入上升去。受地轉偏向力的影響,流入的空氣旋轉起來。而上升空氣膨脹變冷,其中的水汽冷卻凝結形成水滴時,要放出熱量,又促使低層空氣不斷上升。這樣近洋面氣壓下降得更低,空氣旋轉得更加猛烈,最後形成了颱風。
颱風級別
超強颱風(SuperTY):底層中心附近最大平均風速大於51.0米/秒,也即16級或以上。
強颱風(STY):底層中心附近最大平均風速41.5-50.9米/秒,也即14-15級。
颱風(TY):底層中心附近最大平均風速32.7-41.4米/秒,也即12-13級。
強熱帶風暴(STS):底層中心附近最大平均風速24.5-32.6米/秒,也即風力10-11級。
熱帶風暴(TS):底層中心附近最大平均風速17.2-24.4米/秒,也即風力8-9級。
熱帶低壓(TD):底層中心附近最大平均風速10.8-17.1米/秒,也即風力為6-7級。
颱風結構
颱風是一個強大而深厚的氣旋性漩渦,發展成熟的颱風,其底層按輻合氣流速度大小分為三個區域:①外圈:又稱為大風區,自颱風邊緣到渦旋區外緣,半徑約200-300km,其主要特點是風速向中心急增,風力可達6級以上。②中圈,又稱渦旋區,從大風區邊緣到颱風眼壁,半徑約在100km,是颱風中對流和風、雨最強烈區域,破壞力最大。③內圈,又稱颱風眼區,半徑約5-30km。多呈圓形,風速迅速減小或靜風。
颱風內各種氣象要素和天氣現象的水平分布可以分為外層區(包括外雲帶和內雲帶)、雲牆區和颱風眼區三個區域;鉛直方向可以分為低空流入層(大約在1公裡以下)、高空流出層(大致在10公裡以上)和中間上升氣流層(1公裡到10公裡附近)三個層次(圖1颱風結構示意圖)。在颱風外圍的低層,有數支同颱風區等壓線的螺旋狀氣流捲入颱風區,輻合上升,促使對流雲系發展,形成颱風外層區的外雲帶和內雲帶;相應雲系有數條螺旋狀雨帶。捲入氣流越向颱風內部旋進,切向風速也越來越大,在離颱風中心的一定距離處,氣流不再旋進,於是大量的潮溼空氣被迫強烈上升,形成環繞中心的高聳雲牆,組成雲牆的積雨雲頂可高達19公裡,這就是雲牆區。
颱風中最大風速發生在雲牆的內側,最大暴雨發生在雲牆區,所以雲牆區是最容易形成災害的狂風暴雨區。當雲牆區的上升氣流到達高空後,由於氣壓梯度的減弱,大量空氣被迫外拋,形成流出層,只有小部分空氣向內流入颱風中心,並下沉,造成晴朗的颱風中心,這就是颱風眼區。颱風眼半徑約在10~70公裡之間,平均約25公裡。雲牆區的潛熱釋放增溫和颱風眼區的下沉增溫,使颱風成為一個暖心的低壓系統。
颱風在低層主要是流向低壓的流入氣流。由於角動量平衡,在內區可產生很強的風速,在高層是反氣旋的流出氣流。上下層環流之間通過強上升運動聯繫起來,這是颱風環流的主要特徵。颱風中最暖的溫度是由下沉運動造成的,它出現在眼壁內邊緣以內,這裡有最強的下沉運動。在颱風低層最大風速半徑處,輻合最強,最大風速值半徑的大小隨高度變化甚小,並位於眼壁之中。