书城科普读物探索神秘的大自然:有趣的物质循环
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第9章 强烈的气旋——台风(2)

在台风的外围,海浪渐趋平静,波长变长,波高变小,浪头圆滑平稳,这种波浪向台风四周传播,达1000~2000千米远,称为长浪。长浪传播速度为50~80千米/小时,而台风中心海浪移动速度一般为20~30千米/小时,慢的在15千米/小时以下。所以,长浪一般在台风侵袭前2~3天就可以出现,它的来向及其变化是台风来向及移向变化的先兆。

在台风外围,一般是间断性的小阵雨,随着接近台风中心,雨势加大,台风眼周围,是最大暴雨地带。台风过程暴雨的强度和总雨量,与台风强度、移动路径、移动速度、登陆后减弱快慢、冷空气的侵入以及地形等等,都有密切关系。在一定条件下,登陆后减弱的台风可深入内陆,台风经过的地区会相继产生暴雨。

台风是大气中的涡流,也是物质运动的一种形式。物质可以从一种运动形式转化为另一种运动形式,台风也不例外。那么台风究竟是怎样形成的,形成以后又是怎样发展、衰减的呢?

台风是热带海洋上的“特产”。在纬度5~25度的热带海洋面上,经常发生台风的地区有6个:北太平洋西部菲律宾群岛以东、南海以及日本以南的海面上,墨西哥湾和西印度群岛一带,北印度洋孟加拉湾和阿拉伯海一带,南印度洋非洲东岸的马达加斯加岛附近,北太平洋中美洲西岸海面上,澳大利亚的东岸、西北岸海面上。因此,在全球的热带海洋上,除了南大西洋,西经140度以东的南太平洋、北太平洋中部和赤道两侧5度以内的海区很少发生台风以外,在其他海区航行的船只,都要注意台风的袭击。台风的源地与活动范围名称源地活动范围纬度经度台风北太平洋西部(菲律宾群岛以东和加罗林群岛附近海面)北纬10~20度东经125~150度北太平洋西部的南海①北纬18~22度东经112~118度②北纬12~16度东经114~118度飓风北太平洋东部(墨西哥西岸)北纬8~20度西经85~130度北大西洋西部(墨西哥湾和加勒比海)北纬8~22度西经25~75度气旋北印度洋东部(孟加拉湾)北纬8~20度西经80~100度北印度洋西部(阿拉伯海)北纬8~22度东经55~80度南印度洋西部(非洲东岸)南纬5~18度东经50~100度热带气旋南太平洋西部(澳大利亚东岸)南纬8~20度东经145度~西经165度南印度洋东部(澳大利亚西北岸)南纬8~22度东经110~145度在热带海面上,如果某一海区吸收太阳热较多,海水温度升高,就有大量水汽蒸发到大气层中。这个小区域里的空气受热后,体积膨胀,重量减轻,就产生上升运动,而周围较冷较重的空气便流进来填补。这些填充进来的空气又很快地受热、膨胀、变轻、上升,使上升气流越来越大。上升的空气到达高空后,就向四面八方扩散开来。这些向四周扩散的空气变冷后再降下来,于是就形成了一个垂直方向的循环现象,叫做对流。这种对流现象,在条件具备的情况下,将不断地进行。由于空气不断上升,造成空气上升区域气压降低,而上升的空气到高空后向四面扩散下沉,又使该区域四周气压升高,因此在这个区域就形成了一个弱的涡旋系统,这就是热带低气压或称热带扰动,也就是台风的前身。在全球热带洋面上,每年平均有几百个热带扰动发生,但其中大约只有1/10发展为台风,其余大部分发展到一定程度就消失。

那么,台风的形成和发展需要具备哪些条件呢?一般认为,台风形成和发展需要有合适的环境条件和产生弱涡旋的热带流场。台风的生命过程,一般可以分为发生、发展、全盛、衰弱4个阶段。平均“生命期”为8~9天,个别的长达1个月之久。它有大部分“生命期”是在海洋上度过的。

在一个高水温的热带洋面上空,如果有一个弱的热带低压产生,这是台风的幼年期——发生阶段。一般说来,在这个阶段,雨量比较小,风力不大。当这个热带低压移动到合适的环境下,因摩擦作用使气流产生弱涡旋内部流动的分量,把大量热量和水汽带入涡旋内部。湿热空气聚合到弱涡旋中心,产生上升和对流运动,释放潜热,加热涡旋中心上空的气柱形成暖心。由于涡旋中心变暖,空气变轻,中心气压下降,低涡变强,低空暖湿空气聚合加强,更多的水汽向中心集中,对流更旺盛,中心变得更暖,气压继续下降。如此循环,直至发展为台风。台风形成后,一般会继续发展、加强。继续加强的台风,中心气压不断下降,风速不断增大,直到中心气压最低、风力达到最大为止,这是台风的青年期——发展阶段。在这一阶段,台风内部的水汽凝结成云雨最旺盛,螺旋形云带发展迅速,在台风眼外围形成云墙,释放热量最多,也是台风能量储积最多的时候,并伴有狂风、暴雨,登陆时还可能发生海啸。

台风发展到最强时,中心气压不再下降,风力不再增强。“云墙”有时继续扩展,平均半径几百千米,宽的可近1000千米,甚至更宽。这是台风的壮年期——全盛阶段。以后,台风渐渐衰减,进入“生命史”最后一个时期——衰亡或变性阶段。

台风“生命史”的最后阶段,通常有两种情况。一种情况是台风登陆后,逐渐减弱直至最后完全消亡。另一种情况是转变为温带气旋,继续向高纬度方向移去。另外,当台风的外界条件改变时,台风也会很快衰减。

防台风减灾

台风的能量很大,来势凶猛异常,造成灾害有时是不可避免的。但是,及时准确的预报,加上积极有效的预防措施,可以大大减少人员伤亡及经济损失。

对台风的预报主要是对其生成及移动路径的预报。影响台风移动的因素有两类。一类是内力因素,另一类是外力因素。一般说来,台风内力较小,变化不大,1~2天内可看作稳定不变。当外力强而稳定时,台风移动比较规则,台风一般取正常路径移动。当外力减弱,内力相对较强时,或外力变化快而复杂时,台风常出现异常路径,因此在作台风路径预报时,首先要考虑外力作用。

多种台风的预报方法对大多数台风的路径及其强度已能作出比较正确的预报,但对异常台风则常常失灵。这些异常台风主要是:①台风路径突变,包括移动方向突变和移动速度突变。②台风强度的突变和台风造成突发性暴雨。因此,加强对台风的监测就显得特别重要。近十几年来,由于卫星云图和雷达技术的广泛应用,台风的监测和预报精度已有明显的提高。卫星对台风的监测主要是获取卫星云图,通过对云系特征、云图亮度的发展和变化的分析,不仅实现对台风的定位,而且能够预报台风的移动路径以及异常台风的活动。雷达的应用主要是通过雷达回波,对台风进行定位,及时地发现和预报强台风的移动。

针对不同警报阶段(台风消息、警报、紧急警报),应采取多种应急防灾对策。在经济开发区,基本设施建设时应参照台风灾害的危险程度确定抗台风建筑的等级,对质量差的住房进行加固,乃至疏散人口,撤离城区。知识点冷锋冷锋,是指锋面在移动过程中,冷气团起主导作用,推动锋面向暖气团一侧移动,这种锋面成为冷锋。冷锋就是大家常常提到的冷空气前锋,它是南下冷空气的先头部队,是影响中国的最常见的天气系统,冬半年尤甚。冬季每隔几天就有一股冷空气从中国的西北、华北侵入内陆。冷锋过境时,会伴有偏北风加大,气压升高和温度降低等现象,有时会造成雨雪天气,夏季甚至会造成暴雨。一般情况下,冷锋过境以后,当地将转受冷高压控制,天气变得晴朗。