书城童书台风防范与自救
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第4章 台风形成原理(3)

要有足够大的地球自转偏向力。地球赤道的地转偏向力为零,愈向两极则愈渐增大,故台风发生地点大约相距赤道五个纬度以上。地球的自转,产生了一个使空气流向改变的力,称为“地球自转偏向力”。在旋转的地球上,地球自转的作用使周围空气很难直接流进低气压,而是沿着低气压的中心做逆时针方向旋转(在北半球)。

在弱低压上方,高低空之间的风速风向差别要小。在这种情况下,上下空气柱一致行动,高层空气中热量容易积聚,从而增暖。气旋一旦生成,在摩擦层以上的环境气流将沿等压线流动,高层增暖作用也就能进一步完成。在北纬20°以北地区,气候条件已经发生了变化,高层风变大,不利于增暖,不易出现台风。

台风形成与热带气流

南北回归线之间的地带被称为热带,即在赤道附近南北纬23.5°的区域,天气与中纬度有很大的差异。因为热带一年温暖,温度的日变化和季节变化很小,天气也就没有四季的特征。热带季节的差异主要表现在降水上,可分为干湿季节。当热带辐合带(ITCZ)移到这一区域时,云和降水增多。在干季,降水是不规则的,一段时间大雨会持续几天,可能紧随其后的是极端干旱的一段时间。

热带风一般从东、东北或东南吹来。热带海平面气压变化也很小。

在热带海域这样的天气中,太阳辐射对海面加热强烈,海面温度升高,海水蒸发,使水面的空气不稳定产生上升运动,因此可产生雷暴,周围空气从四面八方汇聚。由于地转偏向力的作用,这些汇聚的空气就成了逆时针转动的涡旋了,有时候,涡旋就会加强成长为台风。

热带辐合带(ITCZ)是一个低压带,赤道信风向这里辐合。有时候,当沿ITCZ形成一个波动时,一个低压区就会发展起来并加强为台风。有时候,从高纬度移到热带的锋面上产生的低压系统也可发展为台风。

此外,因为热带区域海平面气压变化非常小,天气图上的等压线提供的信息很少。描绘气流的运动的流线可以代替等压线,它们可以显示表面空气在哪里辐合和辐散。有时,流线被赤道弱低压槽影响成为热带波或东风波。其波长约2500米,以20—40千米/小时的速度从东向西运动。在槽东边,东南信风使气流辐合上升产生雷暴和阵雨。有时候,东风波中辐合区加强会成长为台风。

台风的命名

在台风预报里经常可以看到或听到“龙王”“风神”“海棠”“蒲公英”

“玛利亚”“康妮”“玉兔”“凤凰”之类的名字。那么,台风的这些名字是从哪里来的呢?

台风命名史追溯

台风是一种强烈的热带气旋。它好比水中的漩涡一样,是在热带洋面上绕着自己的中心急速旋转同时又向前移动的空气旋涡。在移动时像陀螺那样,人们有时把它比作“空气陀螺”。由于台风来临时常常伴有狂风暴雨,气象上给它取了一个与普通大风不同的名字———台风。

事实上,我国古代的史书和地方志中就有很多有关台风或飓风的描述。飓风一词也在我国古代文献中出现较早,南朝刘宋时期沈怀远在《南越志》中记载:“熙安多飓风。飓者,其四方之风也,一日惧风,言怖惧也,常以六七月兴。”其中的飓风即台风。《岭表录》中记载“夏秋之间,有晕如虹,谓之飓母,必有飓风”,这是最早关于台风天气预测的记载。《岭南杂记》中对飓风、台风的描述就更加详细:“……之气如虹如雾,有风无雨,名为飓母,夏至后必有北风,必有台信,风起而雨随之,越三四日,台即倏来,少则昼夜,多则三日,或自南转北,或自北转南,阖夏时阳气司权,南方之气为北风摧郁,郁极而发,遂肆横激,其转而北也,因北风未透,南风即起,北风之郁,仍复衡决,必倏有西风,其台始定,然后行舟。土人谓正二三四月发者为飓,五六七八月发者为台。台甚于飓,而飓急于台。飓无常期,台经旬日。自九月至冬,多北风,偶或有台,亦骤如春飓。船在洋中遇飓可支,遇台难甚,盖飓散而台聚也。”

因此,在我国人们很早就已经注意到台风或飓风,只是没有给予适当的编号或命名。后来当风力等级确立后,人们才开始对风力达8级以上的热带风暴、强热带风暴及台风给予编号或命名。

19世纪初,一些讲西班牙语的加勒比海岛屿的居民根据飓风登陆的圣历时间命名飓风。例如,侵袭波多黎各的三个飓风:1825年7月26日的“圣大安娜”,1876年9月13日和1928年9月13日的“圣费里佩”。19世纪末,澳大利亚预报员克里门·兰格用他讨厌的政客的名字为热带气旋命名。

第二次世界大战时期,美国人首先确定了以英文字母(除Q,U,X,Y,Z以外)为字头的四组少女名称给大西洋热带气旋(飓风)命名。20世纪70年代末,应美国女权运动组织的要求,扩充了命名表,改为交替使用男性和女性的名字命名。

20世纪70年代末以后,在世界气象组织台风委员会协调下,热带气旋的命名走向国际化。在大多数区域,热带气旋命名表由该区域的热带气旋委员会制订,通常是交替使用男性和女性的名字。热带气旋委员会更重要的任务,是促进和协调本地区的热带气旋减灾行动。各区域命名的具体做法不尽相同,通常由指定的气象中心负责按字母顺序依次为热带气旋命名。有的地区命名表循环使用,有的地区时常制订新的命名表。如果某个热带气旋声名狼藉,比如造成了严重伤亡或带来巨大财产损失,则将该热带气旋的名字从命名表中剔除,代之以同性别的另一个名字,并且第一个字母要相同。有的地区用4位数字编号来命名热带气旋,前2位数字为年份,后2位数字为热带气旋在当年的顺序号,有的还加上地理指示码。

我国一直采用热带气旋编号办法,对发生在经度180°以西、赤道以北的西北太平洋和南海海面上的中心附近最大平均风力达到8级或以上的热带气旋,按其生成的先后顺序进行编号。如9608号热带风暴即是1996年在上述海域生成的第8个热带气旋,当它发展成为强热带风暴时,就称为9608号强热带风暴,继续发展成为台风时,就称为9608号台风。当然,当它又衰减成热带风暴时,它又被称为9608号热带风暴了。当热带气旋衰减为热带低压或变性为温带气旋时,则停止对其编号。

现代台风命名程序

给热带气旋统一起名字的建议,是在1997年底在中国香港举行的世界气象组织台风委员会第30届会议上由中国香港代表提出的。建议一提出,立刻得到大多数成员的积极响应。会议指派台风研究协调小组具体研究执行的细节。会后,台风研究协调小组积极开展工作,经过多次讨论,并于1998年8月在北京专门召开会议,讨论热带气旋命名问题。

1998年年底,台风委员会在菲律宾召开第31届会议,其中一项议题就是讨论台风研究协调小组提出的热带气旋命名方案。会上菲律宾代表提出要更换其原来的提名,为此,台风研究协调小组又临时召开会议,专门审议菲律宾提出的名字。在达成一致后,第31届会议通过了台风研究协调小组提出的命名方案,决定新的命名方法自2000年1月1日起执行。

台风命名的业务程序是:

(1)区域专业气象中心———东京台风中心负责按照台风委员会确定的命名表,在给达到热带风暴及其以上强度的热带气旋编号的同时并命名,并按热带气旋命名、编号(加括号)的次序排列。例如2004年第14号台风,命名为“云娜”(0414);2005年第19号台风,命名为“龙王”(0519)。国际民航组织(ICAO)东京热带气旋咨询中心以及中国和日本全球海上遇险安全系统(GMDSS)欲海区气象广播发布的公报也采用相同的命名和编号。

(2)热带气旋的名字按预先确定的次序依次命名。热带气旋在其整个生命史中保持名字不变。为避免混乱,对通过国际日期变更线进入西北太平洋的热带气旋,东京台风中心只给编号不给新命名,即维持原有命名不变。负责给北太平洋中部热带气旋命名的美国中太平洋飓风中心也同意对从西向东越过国际日期变更线的热带气旋维持东京台风中心的命名。

(3)台风委员会所有成员在向国际社会(包括媒体、航空、航海)发布警报公报时都使用东京台风中心分配的命名和编号。

(4)对造成特别严重灾害的热带气旋,台风委员会成员可以申请将该热带气旋使用的名字从命名表中删去,成为永久命名,也可以因为其他原因申请删除名字。台风委员会每年都会审议台风命名表。

(5)台风名字的取舍。台风名字的选择并不是固定不变的,有很多原因可以让一个台风名字“下台”。如一个台风造成了极大的破坏,变得十分知名,为了防止混淆,会考虑将这个名字“打入另册”永不续用,以便在台风气象灾害史上记录标志性的事件。还有的名字是因为引起一些成员国的争议而“下台”的。

2005年10月2日“龙王”台风先后登陆我国台湾和大陆发难。由于台风“龙王”登陆后,给东南沿海造成重大经济损失和众多人员伤亡,经我国申请,于2005年11月世界气象组织下属台风委员会第38届会议决定,将“龙王”退出台风名册,之后我国提交了新的台风名字“哪吒”。

“下台”的名字还有:2001年的“画眉”,2002年的“鹿莎”,2003年的“伊布都”“翰文”,2004年的“云娜”。在大西洋“下台”序列中有:Andrew、Bod、Camille、David、Elena、Frederic。

台风的发展和消亡

台风形成过程中,会按照中心附近地面最大风速,经历几个不同的时期。

按照国际规定,从初始扰动形成开始,有轻微风环流的雷暴群称为热带低压(Tropicaldepression),其最大风速10.8—17.1米/秒(6—7级)。当风速增加到17.2—24.4米/秒(8—9级),并且在地面图上中心周围有几条等压线时,热带低压变成热带风暴(Tropicalstorm)。当等压线密集,且最大风速24.5—32.6米/秒(10—11级)时,热带风暴变成强热带风暴(Severetropicalstorm)。当风速超过32.7米/秒(12级以上)时,强热带风暴变为台风(Typhoon)。

上述的从热带扰动起始发展到台风风力达12级的这段时间,就是台风的形成阶段。随后是台风的加深阶段,即台风继续加深,一直到中心气压达到最低,风力等级出现最大的这段时间。在这之后的一段时间内,中心气压不再加深,台风中心附近等压线密集的范围扩大,台风风力大于12级的范围也在扩大,这段时间是台风的维持(或成熟)阶段。在维持一段时间后,台风开始了它的衰亡阶段,台风因不同的原因逐渐减弱为强热带风暴、热带风暴和热带低压直至消亡。

如果台风停留在暖水面上,它如同一个漂浮旋转的软木塞,可以维持很长时间。但是,大多数台风持续时间短于一周。大多数台风是在海上消失的。台风在海上消失的原因很多,其中有的是通过冷水区和失去供热源而逐渐减弱并消失;有的是由于台风移入强盛的副热带高压范围之内,下沉气流破坏了台风的环流,因而台风减弱消失;有的是因为有强冷空气从台风北部侵入,导致台风减弱填塞。有些台风北移进入西风带后,如有冷空气从台风西北部侵入,则台风有可能演变成温带锋面气旋。台风登陆后也会消失。台风登陆后,由于能量来源枯竭,加之地面摩擦辐合作用增强,使低层空气质量的辐合大大超过高层的辐散,导致中心气压上升,因而台风减弱消失。

根据以上热带气旋的生命历程,可按其强度进行分级。热带气旋强度一般以其中心海平面最低气压和中心海面最大风速为依据,但有时专指中心海平面最低气压或者中心海面最大风速。

我国从2006年5月15日起执行新的国家标准《热带气旋等级》,增加了“强台风”和“超强台风”两个等级。

我国台湾地区对台风形成和发展过程中的不同阶段的热带气旋有不同的命名,分为热带低压、轻度台风、中度台风和强烈台风。其中轻度台风包括热带风暴和强热带风暴,中度台风包括台风强台风,强烈台风即超强台风。

何为飓风

飓风最初是热带低压,它发生在气压略低于周围空气气压的低压区,严格地说飓风是一种热带现象。尽管来自热带的飓风也许会到达美国明尼苏达州或欧洲地区,但是飓风不可能在这些地区形成,因为飓风的存在离不开提供其能量的热带。离开了热带,飓风的势力就会大大减弱(按气象学来说,就不再被划分为飓风,因为此时飓风的一些基本特征已经发生变化)。

飓风在热带形成,因为只有热带才具备飓风产生的必要条件。

在西半球称之为飓风的天气现象,在世界其他地区有不同的名称,但是现在人们常用飓风来代替其他名称。然而,如果飓风是在印度洋的孟加拉湾形成,传统上称之为气旋(这也是中纬度地区表示低气压的一个气象学专有名词),在太平洋多数地区称之为台风,而在印度尼西亚和菲律宾附近称之为碧瑶风。碧瑶是菲律宾吕宋岛的一个城镇名,那里经常有灾难性恶劣天气袭击岛屿,碧瑶风因此而得名。如果飓风发生在澳大利亚附近,则称之为台风,但是也有一些人称之为畏来风。畏来风描述了沙尘暴或沙漠旋风现象,但是气象学家不再使用后一种名称。尽管名称不同,但是这些名称都指同一现象。北太平洋东南部的飓风产生吹向墨西哥西岸的南风,被称为可尔多那左德旧金山风或弗兰西斯大风。这么称呼是因为这些大风很可能在10月4日左右发生,正值庆祝圣·弗兰西斯节日。尽管气象学家也称它为飓风,但是多数称它为热带气旋。飓风(Hurricane)这个词来源于西班牙语Huracan,Hura鄄can来源于主宰风暴天气的加勒比海神Hurakan这一名称。台风(Typhoon)有两个词源,一个是希腊语Typhon,意思是旋风,另一个是中国粤语“台风”,意思是大风。

气旋是低压区,与其相反的反气旋是高压区。正如名称所显示的那样,热带气旋形成于热带,它在热带地区比在高纬度地区更强烈,但是在同一个热带的气旋程度比较相似。