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台风是如何形成的

发布时间:2020-03-11 11:08来源: 未知

台风是如何形成的

 

每年世界都会经历台风季节,在此期间,数百个风暴系统从赤道附近的热带地区螺旋上升。在北半球,台风季节从5月初持续到11月30日,而南半球的台风活动通常在1月至3月。

台风在横越海洋的过程中会产生能量,从海面吸收温暖湿润的热带空气,并将较冷的空气散布到高空。就像风暴进进出出一样,台风不断升级,直到这种“呼吸”被打断——风暴登陆。

定义台风

要了解飓风是如何工作的,你必须了解大气压力的基本原理。大气总重量为5.5万亿吨,构成地球大气的气体受地球引力的影响,底部的气体分子,那些最接近地球表面的气体分子,被上面空气的重量压缩。

离我们最近的空气也是最热的,因为大气主要由陆地和海洋加热,而不是由太阳。要理解这一原理,请想象一个人在一个炎热、阳光明媚的日子里在人行道上煎鸡蛋。煎蛋所吸收的实际上是人行道的热量,而不是来自太阳的热量。当空气受热时,它的分子会向更远的地方移动,使它的密度降低。然后这些空气上升到更高的高度,那里的空气分子受到重力的压缩更小。当温暖、低压的空气上升时,凉爽、高压的空气就会抓住机会进入其下。这种运动叫做压力梯度力。

当大气中形成一个低压中心时,这个中心可能会变成人们所说的台风。我们知道,海洋表面温暖潮湿的空气会迅速上升。当它上升时,它的水蒸汽或凝结成暴风云和雨滴。凝结释放的热量称为凝结潜热。潜热使冷空气变暖,使空气上升。上升的空气被下面海洋中更温暖、潮湿的空气所取代。这个循环还在继续,将更多温暖潮湿的空气吸入正在形成的风暴中,并将热量从表面转移到大气中。这种热交换产生了一种绕中心循环的三维图形,就像水沿着排水沟往下流动一样。

地面的会聚风相互碰撞,将温暖潮湿的空气推向高空。这种上升的空气加强了已经从地表上升的空气,因此风暴的环流和风速增加。与此同时,在更高海拔(高达9000米)以相同速度吹来的强风有助于将上升的热空气从风暴中心带走,保持地面暖空气的持续流动,并保持风暴的有序性。如果高海拔地区的风不以相同的速度在各个层面上吹,风暴就会变得混乱和减弱。

甚至在更高的大气中风暴中心上方的高压空气也会从上升的空气中带走热量,进一步推动空气循环和台风的生长。随着高压空气被吸入风暴低压中心,风速增加。

台风是如何形成的

 

台风的形成

你从来没听说过台风袭击俄罗斯。这是因为台风发生在温暖的热带地区,那里的水温至少为27摄氏度。风暴还需要潮湿的空气和赤道风的汇聚。大多数台风开始于太平洋南部,以雷暴为开始。

台风相对平静的低压中心被称为台风眼。台风眼周围的区域被称为眼壁,那里是风暴最猛烈的风发生的地方。从眼睛向外循环的雷暴带称为雨带。这些风暴在形成台风的蒸发/凝结循环中起着关键作用。

台风的旋转是科里奥利力的产物,科里奥利力是一种自然现象,它导致液体和自由移动的物体在北半球向右偏转,在南半球向左偏转。想象一下,驾驶一架小型飞机直接向南飞行。当你向南移动时,行星在旋转。如果你在地图上标出从北极到赤道的飞行路线,你会发现这条路线会向右弯曲。

所以在北半球,风向右偏。在南半球,它们向左偏转。这种风的偏转使风暴旋转。因此,北半球的台风逆时针旋转,在南半球它们会顺时针旋转。这股力量也会影响台风的实际路径,在北半球它们会向右偏。如果是在赤道五度以内移动,科里奥利力会显得太弱,无法帮助形成台风。

台风通常以云团和雷暴(称为热带扰动)作为它们的开始。这些低压区的压力梯度较弱,几乎没有旋转。这些扰动大部分都消失了,但仍有一些会持续发展到台风的状态。在这些情况下,扰动中的雷暴释放潜热,使扰动中的区域变暖。这使得扰动内部的空气密度降低,表面压力下降。当冷空气从上升的暖空气下冲进来时,风速就会增加。由于这种风受科里奥利力的影响,扰动开始旋转。吹来的风带来更多的湿气,这些湿气凝结成更多的云,并在这个过程中释放出潜热。

台风的生命周期

考虑到风暴带来的破坏,人们很容易把台风看成是一种怪物。它可能不是生命体,但它确实需要以温暖潮湿的空气形式维持生命。如果一个热带扰动继续找到足够的这种“食物”,并遇到最佳的风和压力条件,它将继续增长。

热带风暴可能需要数小时到数天的时间才能发展成台风。但是,如果气旋活动的周期继续,风速增加,热带扰动将经历三个阶段:

  • 热带低气压:风速低于每小时62公里
  • 热带风暴:风速63至87公里每小时
  • 台风:风速超过每小时88公里

世界各地每年都会发生80至100次热带风暴。它们中的许多在变得过于强大之前就已经灭绝了,但是大约有一半最终达到台飓风的状态。

一旦台风形成并加强,这个强大的大气力量所剩下的唯一路径就是消散。最终,风暴将遇到阻碍其所需温暖潮湿空气的条件。当台风移动到高纬度较冷的水域时,梯度压力降低,风力减弱,整个风暴就被驯服了,从热带气旋在几天内逐渐减弱到较弱的温带气旋。

当台风登陆时,这种重要的暖湿空气供应也会消失。凝结和潜热的释放会减少,不均匀地形的摩擦力会降低风速。这使得风更直接地进入风暴的中心,消除了巨大的压差,而正是压差为风暴惊人的能量提供了动力。