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关于飓风的10个事实

发布时间:2020-03-11 11:05来源: 未知

究竟叫它什么好呢?是叫飓风、台风还是叫热带气旋?它是如此危险然而又令人敬畏的神风(译注:日本历史有记载1274年台风帮助他们抵挡了外来者的入侵,所以尊称为神风)。虽然龙卷风比飓风更加迅猛,但它们规模相对较小,持续时间也较短。飓风到来时,往往能席卷半个美国,而且还能保持最强风力数天不减弱。除了导致滂沱大雨,飓风还能将海水推上岸,翻起6米高的巨浪,最高的甚至能到达15米!话不多说,咱们这就开始逐一枚举。

10. 飓风中含有大量冰与雪

尽管飓风需要靠热量供能,飓风云依然能像高塔一样直插云霄,穿越对流层(地球上大多气象发生的地方)。一些大型飓风会形成“热塔”(译注:美国航空航天局观测到飓风风眼有时会沿着雷暴云向上攀爬,并形象地称其为“热塔”,“热塔”的出现会导致风暴加剧),其高度甚至能到达平流层。

平流层温度极低,在零下51摄氏度左右,所以飓风上层的所有水分都会凝固形成冰或雪。如果你曾见识过飓风你就知道,在其到来前一天,天空会被雾笼罩,变得朦胧。这种朦胧感是由卷云带来的,卷云由高空细小的冰晶组成,飓风来临前的卷云是飓风的部分产物。在卫星图上观测到的飓风卷云甚是美丽。

大多数小冰晶最终会从高处的云层一头扎下来再次融化,然而有一些会继续上升。最近研究显示,这些小冰晶在飓风的作用下重新回到平流层时可能促进了温室效应。你知道飓风还会“呼吸”吗?“卷云流出”(cirrus outflow)就是飓风“呼气”的专业说法,因为……

关于飓风的10个事实

9. 飓风会呼吸,还会“眨眼”。

飓风在海面上“呼吸”会引起庞大气流。这股气流照常理会直线运动,而在科里奥利效应(Coriolis effect)的作用下,气流在北半球将做逆时针运动,在南半球做顺时针运动。科里奥利效应还阻止了强气流到达低气压中心(即风眼),并迫使它们在不断上升的同时持续做高速圆周运动,从而形成风眼墙(eyewall)。

风眼墙能够上到万米的高空,然后从中心呈螺旋型向外喷出,喷出的冷气流运动方向与其在洋面上的相反。然而有些被送到高空的气流并没有从飓风中出来,而是减速下沉,又回到洋面,并在下降的过程中逐渐失去水分。风眼中心地带居然是飓风中最平静的地方,然而天气就像小孩的性情般变幻无常。大型飓风都会产生眼墙置换的现象,当风眼缩小时,就意味着置换时机的到来。这就像飓风眨了一下眼睛(译注:干空气入侵风眼发生风干反应,飓风强度有所减弱),等它再睁开的时候就形成了新的眼墙。

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8. 地震仪能预示飓风

水的重量不可小觑。平常的海浪就涵盖了好几公升的水,但与飓风掀起的巨浪相比,无论是从体积还是重量上来看,可谓是小巫见大巫。飓风来袭时,海里的波浪加速移动从而产生庞大冲力。因此,这时的海浪携带着超乎想象的能量撞击陆地,地球便会发生震动。即使远离海岸,巨浪依然会彼此碰撞,引发低频声波,这种声波可以通过空气传播到千里之外,就像电影《环太平洋》里机甲猎人凭着这一点就能感知到怪兽的位置一样。

20世纪初期,科学家们第一次注意到了因飓风而产生的地震波,不过那时他们以为这只是地震波检测仪中发出的背景噪声而已。直到二十世纪中期,他们才意识到这些地震波和次声波是由飓风引起的。

早在1938年,阿拉斯加州锡特卡(Sitka,Alaska)气象局的地震仪就检测出了凶猛异常的5级飓风(译注:5级飓风为飓风最高等级)袭击美国东海岸而造成的地震信号,但当时人们以为只是机器发生了故障而置之度外,最终酿成了惨剧。现代地震仪甚是敏捷,能够监测到飓风桑迪的全部路径也就多如牛毛了。不仅如此,地震仪还能帮助科学家们追踪飓风中气压变化。

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7. 飓风成因无人知晓

科学家们通常认为,飓风的形成源于洋面上某个区域里湿热的空气上升而形成的低气压气旋。四周的空气不断流向气压中心,在气压表面形成一个漩涡。汇聚的空气足够湿热时就开始上升,在上升的过程中温度不断降低,便形成云和雷暴雨。照此继续发展,雷暴雨们就会结合成热带气旋,进一步演变为热带风暴,最后是飓风。

然而困扰气象专家的是,有时候种种迹象讲明飓风将临,但最终却什么都没有发生。人们坚信飓风的形成是有据可循的,我们顶尖的科学家们正致力于摸清其成因。尽管诸如风切变(wind shear)、气旋等成因已被证实,而其他成因科学家们却给予了否认。

另外,有时飓风会耍性子般毫无预示地降临,使气象学家们百思而不得其解,因此飓风的成因依然是一个谜。

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6. 撒哈拉沙漠会影响大西洋飓风

要不是因为撒哈拉沙漠,就不会有那么多飓风。知道为什么吗?这个无边无涯的大沙漠正好处于可以干预飓风的地方,它位于赤道附近,其西部和南部则与湿冷地区接壤。此处干燥的热空气流向西南方向遇上潮湿的冷空气,就会产生东风,这就是“非洲海域东风急流”(African easterly jet)形成的东风浪(tropical wave)。这股东风猛地吹向大海,如果条件契机都恰巧合适的话,就会产生飓风。快要90%强度到达3级以上的飓风都是这样形成的。

东太平洋的飓风也和撒哈拉沙漠有关。2014年登陆夏威夷岛(the Big Island of Hawaii)最强的飓风之一——伊塞莱(Iselle),就是以非洲东风浪的形式开始它的肆虐之旅的。撒哈拉沙漠同样也可以阻止飓风的形成。撒哈拉空气层(Saharan Air Layer)干燥、充满沙尘,从沙漠上空一路向西进入大西洋,与东风浪近在咫尺,并可以带走形成东风浪所必要的湿度,制造出一个逆温层或通过增加风切变,从而摧毁正在形成的东风浪。

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5. 飓风能释放大量能量

众所周知,飓风会产生狂风暴雨,气团中异常闷热潮湿。但许多人都不知道,形成飓风所需要的能量实际上靠云雨形成过程中产生的热量来供应。这听起来有点难以想象,但其实也容易理解。当你从游泳池或浴缸里出来的时候,尽管水是温的,你还是会感应冷,这是因为皮肤表面的水滴蒸发变成气体时会吸走皮肤一部分热量。飓风的原理则正好相反,它将空气凝聚成水,释放出热量。

飓风的形成需要潮湿空气的共同作用,这个过程会释放出大量能量。一般来说,从形成云到制造雨,一场飓风平均会释放出地球总发电量200倍的能量,这就是人们将飓风称为热力发动机的缘故原由。

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4. 飓风也要守规矩

虽然飓风威力无比、令人敬畏,但即使是庞大的风暴也必须遵循物理定律。由于科里奥利效应(Coriolis effect)的存在,飓风必须按一定的方向旋转,这个效应同样限制着飓风不能穿越赤道。另一个效应则是藤原效应(Fujiwhara effect),即两个或以上的气旋互相靠近时不会互相融合,而是盘旋而行。这两股气旋并不需要都是热带气旋,飓风桑迪(Hurricane Sandy)就是由一个热带气旋与一个温带气旋组成的,在藤原效应的作用下,原本一头奔向海洋的飓风就这样又掉头径直撞向美国东海岸。

飓风猛烈旋转搅开了温暖的表层海水,导致酷寒的底层海水灌入其中,所以飓风会自行减弱。由于风暴靠热量供能,酷寒的底层海水会使其热量不足,从而减弱了风暴,甚至使其彻底消失。

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3. 澳洲飓风会转圈圈

通常来说,飓风在哪个风带形成,就会沿着那个风带运动。这就是为什么北半球的飓风通常先向西直行,再掉头往东北方向移动。飓风首先遭遇来自东边的热带偏东信风(tropical easterly trade winds),两“风”一起往赤道方向走。接着,如果飓风持续在水面上行动并且一直不消退,它们会遇到盛行西风(prevailing westerly winds)。这就是为什么那些看起来会袭击北美洲东海岸的风暴常常又折返大海的缘故原由。(2012年的飓风桑迪是个意外,转向风并没有改变桑迪的路径,藤原效应在其中发挥的作用更大。)

除了澳大利亚飓风之外,南半球的大部分飓风也适用这些通则。研究讲明,相对于其他飓风来说,澳大利亚热带飓风的移动路径更不规律,它们甚至会突然来个急转弯或是一直打转。这可难坏了那些气象工作者,他们仍在致力寻求这一现象的成因,并猜测这种现象可能是由于当地气候条件而形成的。

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2. 飓风会引发龙卷风

飓风和龙卷风都是旋转式风暴,正如我们上面所提到的,飓风因规模较大且持续时间较长,会比龙卷风更具破损性。如果碰上飓风在登陆几天后还形成龙卷风的话,那就更是雪上加霜。

飓风袭击陆地时离开了潮湿的空气,热量的减少导致了供能不足使飓风开始减弱。热带气旋的作用变小,于是不同高度的风形成了风速差,从而导致风切变,这就产生了龙卷风。这种龙卷风虽然通常没有到达改良藤田级数(Enhanced Fujita scale:一种量度龙卷风强度的标准)中EF2级强度,但仍具有破损性和杀伤力。大多数龙卷风在飓风的外层区形成,但有些却是在靠近飓风的中心区域发现的。专家们怀疑飓风风眼墙区域对陆地造成的破损实际上可能是龙卷风的“杰作”。

在美国,只要飓风能到达离海岸足够远的内陆,就几乎都会产生龙卷风。这意味着登陆墨西哥湾(Gulf Coast)的飓风最容易产生龙卷风,而经过美国东海岸的飓风往往只是沿边擦过陆地,主要还是奔向海面。

关于飓风的10个事实

1. 飓风可以发生改变并增强

热带气旋在大西洋被称为飓风,而在太平洋则被称为台风,但其实它们都一样。北大西洋约莫一半的飓风以及太平洋三分之一的台风,最终都会变成温带气旋。这并不意味它们就比热带气旋特别,它们依旧是十分庞大的气旋,只不过不再由空气释放的热量供能,而是靠空气的温度差为其提供动力。不管怎样,飓风们还是十分危险的。传说中的“完美风暴”(Perfect Storm)在1991年将22米高的安德里亚·盖尔号渔船(Andrea Gail)沉入大海并几乎摧毁了整个新英格兰地区,而这场风暴就是由飓风变成的温带气旋。

热带气旋变成温带气旋后通常会很快消失,然而人们在过渡时期还是要非常小心。此时的飓风依然存有热量并且能利用温度差作为动能,所以并不排除其会继续增强的可能性。就像1991年的“完美风暴”以及2012年的飓风桑迪(Superstorm Sandy),二者均对美国东海岸地区造成了重大的损失。