來源:中國氣象報社 發布時間:2012年08月29日10:31
中國氣象報記者孫楠
近一個世紀前,時任日本氣象廳臺長的藤原博士,花費近10年的時間,進行了一系列水工試驗。他發現當兩個水漩渦接近時,其運動軌跡相互影響。這種影響在大氣中依然適用。
颱風就是海洋上龐大的大氣漩渦,在兩個颱風同時出現時,會互相影響,相互牽絆著前行。藤原發現的理論恰巧可以運用在颱風中。因此,這種雙颱風效應也被稱作藤原效應。
中國氣象局颱風與海洋氣象預報中心首席預報員張玲告訴記者,當兩個颱風距離大於1800公裡時,並不會直接影響。就好比蝴蝶效應一樣,颱風自身的旋轉對整個風場產生幹擾,從而相互影響。當兩個颱風距離1500公裡以內,兩者產生直接影響。在通常情況下,雙颱風會沿著颱風中心連線中點逆時針旋轉。
不過,這些相互影響比起大氣環流對颱風的引導,效果並沒有那麼明顯。張玲打了個比方,雙颱風就好比兩個在人流中的人相互拉扯,無論他們的力量、距離如何變化,他倆的大方向還是跟著人流前進,只在微觀上受到對方影響。
通過實踐,氣象學家發現雙颱風效應可以千變萬化:可以是其中一颱風完全支配另一個的移動方向,或兩個颱風互相排開,或一個跟隨一個移動,或一個吞併另一個,也可能兩個颱風不發生雙颱風效應。記者在張玲的幫助下,找到一些雙颱風相互影響的經典案例。
互旋
2009年第8號颱風「莫拉克」依然讓臺灣居民記憶猶新。在「莫拉克」中遭受滅頂之災的高雄縣甲仙鄉小林村罹難人數約380人。截至當年8月25日18時,全臺灣在此次風災中的遇難死亡人數461人,失蹤192人。
然而在莫拉克靠近臺灣之時,2009年第7號熱帶風暴「天鵝」於8月5日6時20分在廣東臺山沿海登陸。它的路徑異常複雜。在「光臨」了廣東之後,繼續向西移動,進入北部灣以後,又繞海南西部沿海盤旋幾乎將近一圈,才依依不捨地減弱消失。
與「莫拉克」的「洶湧」相比,「天鵝」登陸前後「舉止優雅」。在登陸廣東之後,盤桓在粵西停留48小時才進入北部灣;正是由於在這裡獲得孟加拉灣源源不斷的水汽,又在此停留,帶來延綿降水。
為何「天鵝」忽然西行?除了大氣環流的引導,雙颱風效應也發揮了作用。張玲說,這是一種雙颱風典型的互旋效應。就好像兩個人手拉著手,以手為圓心,逆時針轉圈一樣。
「莫拉克」是兩個颱風中位置偏東的一個,受到大氣環流等大背景的影響以及「天鵝」逆時針旋轉的作用力,產生向西北方向的合力,從而轉向移動。同時,「天鵝」這個偏西的颱風,受到的引導氣流則為西偏南方向轉偏東方向。這樣看起來,「天鵝」和「莫拉克」就有圍繞中線點連線相互旋轉的趨勢。
強吞弱
俗話說,一山不容二虎。在一個狹小的空間裡,弱的颱風就有可能被強大的颱風吞併。
2006年8月10日17時25分,第8號超強颱風「桑美」在浙江省溫州市蒼南縣馬站鎮登陸,登陸時中心附近最大風力達60米/秒,堪稱登陸中國的颱風之王。
在「桑美」形成時,西北太平洋洋面上還有兩個熱帶氣旋「瑪利亞」和「寶霞」。因為他們互相間隔僅1000公裡左右,極有可能發生雙颱風效應。
通常來說,較強的颱風有可能讓距離較近的弱颱風發生大轉向且強度減弱。但當時,才出生的「桑美」所處的大氣環境很好,海溫與大氣環流的配合恰到好處,使它茁壯成長,不受限於強大的「瑪利亞」而減弱,直到後期「瑪利亞」遠離。逐漸強壯的「桑美」卻限制了「寶霞」,「寶霞」在「桑美」的影響下轉向西南偏西方向靠近臺灣。
不幸的是,「寶霞」受到「桑美」限制,顯得「營養不良」,自身力量偏弱,在登陸後,減弱非常迅速。此時「寶霞」與「桑美」相隔不過1000公裡,「寶霞」的殘餘雲系在「桑美」的旋轉下,被捲走。兩者逐步形成了一個環流,「寶霞」被「吃」掉了。
不過張玲認為,「吃」是媒體非常吸引眼球的說法。畢竟,吞併發生在「寶霞」逐步減弱消失的過程中。
在張玲的記憶中,吞併的案例並不是特別多。「不過,吞併是有可能的。從能量的角度上說,在1000公裡這種相對較小的範圍內,同時存在兩個強颱風的可能性非常小。如果颱風一強一弱,強者就很有可能把弱者卷進自身的環流中。」
複雜路徑
1991年第19號颱風「納德」是颱風中的一朵奇葩。其路徑飄忽不定,包括4次大轉彎、2次增強,並在17天內2次登陸我國。
在西北太平洋面上生成後,「納德」一路向西進入南海,卻又突然掉頭駛回太平洋,然後折返直奔臺灣。在臺灣南部登陸後,它繼續朝著廣東和福建交界處逼近,在靠近沿海時轉而南下,馳騁了相當長的一段路程又沿著近乎原路的路徑返回,最終登陸汕頭附近,後因地形因素逐漸消散。
路徑複雜,與雙颱風效應密切有關,「納德」曾先後受到兩個熱帶氣旋的影響。在生成之初,由於受到位於東邊的熱帶風暴「路加」的強大外圍環流影響,加上太靠近陸地,「納德」的增強十分緩慢。在「路加」遠離後,由於環流形勢調整,引導氣流發生變化,已經進入南海的「納德」再次轉向進入呂宋海峽。其後,它在臺灣南端的恆春半島登陸,並迅速減弱。造成其減弱的主因除了臺灣的高山外,還有當時位於「納德」東南方的颱風「梅莉」。「梅莉」逐漸接近,其外圍環流風場不一致,使得摩擦增強。正是由於「梅莉」的牽引及高壓的南下,「納德」90°掉頭,開始了向南行進的路線。看起來這兩個颱風互相排斥而漸行漸遠。
說到互斥,張玲認為,有種情況也會導致颱風看起來是互斥的。即藤原效應結束後的兩個颱風,東邊的颱風由於距離副高很近,在副高西側偏南氣流引導下快速向偏北方向移去,而西颱風由於離副高較遠,引導氣流弱,移速較慢,或轉受其他系統影響開始走自己的路,從雲圖上看起來就像是兩個颱風分開了一樣,例如2011年的颱風「海馬」和颱風「米雷」。
雙颱風相互作用研究尚難定量
雙颱風在西北太平洋上除了上演互旋、互斥、吞併,還有其他競爭與合作的形式。例如,強大的一方並沒有「吃掉」弱小的一方,弱小的氣旋可能跟隨強大颱風的步伐。再比如,強大的颱風「撕裂」弱小颱風,使弱颱風無法維持自身完整,被拉伸成帶狀。這些有趣的現象,使得雙颱風效應一直是國內外氣象工作者研究的一個重要課題。
有研究發現,並不是所有的雙颱風都一定上演雙颱風效應。中國科學院大氣物理研究所的專家曾搜集了從1956年至1975年西太平洋的92對雙颱風個例,研究了雙颱風相互旋轉、相互靠近的現象。他發現從相互作用對兩個颱風移動路徑的影響上看,約有三分之一的個例影響不明顯。而對有影響的個例,其中約42%相互作用的結果,只是二者的移速有變化,移向變化並不明顯。
其他科學家也使用不同的方法對雙颱風效應進行研究。例如,使用數值模式對雙颱風效應進行模擬,通過改變颱風的強度與距離,分析其相互影響所改變的路徑及強度。
不過,到目前為止,國內對雙颱風效應的研究大多停留在定性階段。其機理以及定量的研究有很大不確定性。
「雙颱風好比在流水中前進的船,兩條船自身的作用力與不同的流水速度會形成不同的合力。」張玲說。雙颱風的路徑與兩者距離、強度以及大氣環流、海溫等背景場都有關,這就不難理解,雙颱風效應為何有如此大的不確定性,雙颱風路徑預報更加困難。如同在物理學中做力的合成題時,在存在什麼方向的力、力的大小都很難準確估計的情況下,很難準確斷定合力的大小與方向。
張玲坦言,在預報中,只能把雙颱風效應當作參考因素之一。「拿今年『天秤』舉例,預報員提前預估到它在穿過臺灣進入南海東北部後將會移動緩慢,出現迴旋路徑,但迴旋的範圍有多大,更靠近臺灣還是廣東,很難準確判斷。」
張玲認為,很多關於雙颱風的理論研究尚需實際預報的實踐與檢驗。
(責任編輯:葉海英)