台风——在热带洋面上诞生

来源:未知   编辑:气象出版社 于系民   发布时间:2014-09-16

 

台风的形成要靠温暖的水面。如果没有这个必不可少的条件,就没有台风形成的物质基础。在温暖的季节中,热带海洋表面的大部分地区温度为27℃,这是台风形成的最低温度限度。热带海洋的涡旋,是台风诞生的“胚胎”雏型,是最基础的内因。这好比说,有鸡蛋才能孵小鸡一样,这热带涡旋就像鸡蛋;但反过来说,有鸡蛋不一定有小鸡,必须把鸡蛋放在适当的环境条件下,拿现代的方法说,得用孵化器。同样,热带海洋上的涡旋,每年夏半年,都有数百个之多,但在涡旋基础上继续发展成为台风的,只是其中的一小部分。那么,台风是怎样从涡旋的基础上发展起来的呢?它的原始推动力又是什么呢?

台风生成的基础动力还是来自太阳。在纬度低的热带。夏季太阳辐射作用很强,这给海洋表面的水加了热,使海面温度升高。如果你在夏季,打一盆水,放在火辣辣的太阳底下去晒,水的温度也会升高的,这同辐射加热的道理是一样的;但不一样的是,在热带海洋里的水,可不是一盆水,也不是一缸水、一池水、一湖水,而是很多很多。海洋表面的水,由于蒸发而进入空气中,使水面上的空气不稳定,产生上升运动,这个位置四周的空气必然乘虚而人,从四面八方汇聚而来,这些汇聚来的空气,也吸收洋面的热辐射产生上升运动,这就形成一般的或较强的对流作用,但由于地球的自转,在地转偏向力的作用下这些空气就成了逆时针转动的涡旋了。

有了涡旋,就好比有了鸡蛋。但要使小鸡从鸡蛋中出来,还得有孵化的条件。如果以现代的孵化技术打比方,那就是说还得有一个孵化器。下面,就让我们了解一下台风是怎样“孵化”出来的吧。

第一,热带海水提供巨能。基本条件是洋面之下60米厚度层内的海水温度都在265℃以上,而低于这个温度,能量就显得不够了。因为台风内部的空气分子之间是有摩擦的,这种摩擦叫做内摩擦,在每平方厘米的面积上,由于内摩擦作用,平均1分钟内就会产生1265416782焦耳的能量。这么巨大的能量从何而来?只有广阔的热带海洋上释放出来的潜热,才是能量的大供应站;此外,热带气旋周围旋转着的强风,会导致其中心附近的海水翻腾,在气压很低的台风中心部位,甚至可激起海洋表面的上涌,紧接着,向周围散开,使水从中心翻腾向周围跑去。这种翻腾作用可影响到海洋表面之下60米深处,这就需要有26.5℃以上的暖水层。如果温度低于26.5℃,翻腾作用就难以维持了。

第二,存在热带弱涡旋,大气才能转起来。如果我们把台风产生的过程比做孵化过程,则需要想办法,使这个大机器转起来。这就像有了使机器得以运转的电能,还得有人来接通电源一样,这个电源得由谁来接呢?也必须是已经有的弱涡旋。在台风形成前,先期已经存在的热带弱涡旋中心部位,气压低于周围地区,于是周围的空气便携带着大量的水汽向涡旋中心流来,并在涡旋区内产生向上的运动;湿空气上升过程中,水汽凝结.释放出大量的凝结潜热,使大孵化器运转起米。

第三,地球白转,使低压区得以维持。前两段说的是有能量,有了启动机制。那么又是什么使低压得以维持呢?是地球的自转运动。为什么呢?这是因为如果地球不转了,那么即使有一个低压产生,它所在那个地方气压低,周围的空气很快会流到那里,气压低的地方就填满了外来的空气,这就是气象学中所说的低压填寒。既然被填塞了,它就不存在了,更没有发展的可能了。然而,众所周知,地球的白转是自然规律,在这个旋转着的地球上,低气压周围的空气是很难流进低压区的,而在北半球,低压周围的空气围绕低压中心作逆时针旋转,只有离地面较近(1500米以下)的那一层空气,才因摩擦作用而或多或少地流进低压中心。空气之所以在无摩擦条件下。不流向低压内部,而偏向右转,沿着等压线方向流动,就是地球自转的作用。这种因地球白转而产生的使空气流向变化的力,在地球科学中,称为“地球自转偏向力”,它在维持低压方面起着别的条件不能替代的作用,这也是赤道附近(南北纬各5度之内)无台风的基本道理。  

第四,台风有个自上而下的暖心空气柱,使中心与周围形成很大的气压差。要出现这样的暖中心,必须让台风对流云中水汽凝结所释放出来的热量,保留在这个低压系统之中,而不是从低层上空散失掉,这就要求对流层低层和上层的风向、风速差别都很小,这种情况下,上、下空气柱的行动步调才能一致,高层空气中的热量就容易积聚了,从而利于整层增暖。气旋一经形成,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很好完成。在北纬20度以北地区,高层风很大,不利于增暖,因而台风不易形成。

可见,台风在热带洋面上诞生,以上四个条件,哪个也缺不得,即使具备其中的三个条件,也成不了台风。比如赤道附近,缺地转偏向力;在北纬20度以北,高空风与地面风速相差很大,即缺少气柱上下相通的条件。所以这些地方,基本上不产生台风。冬季呢,海水不热,也不易形成台风近年来有人指出:夏至前后,热带洋面之上的大气温度升高了但需要几十天的时问才能渗透到海面的表层。因此,在世界上大多数台风发生在夏至后数十天至秋分节气之前的时段内。而温暖的西北太平洋地区,终年都有发生台风的可能。