颱風的結構與天氣

颱風是暖性低壓,因而颱風範圍內的地面流場是氣旋式輻合流場。

我們在“風從哪裡來”這個板塊中已經和讀者朋友討論了什麼是颱風、颱風的命名、編號、分類、颱風的源地、颱風的危害、利用以及颱風是怎樣形成的等問題。在這一部分,我們將進一步討論與颱風相關的問題,使讀者對颱風這一天氣過程有更深的了解。

(一)、颱風的結構

颱風是暖性低壓,因而颱風範圍內的地面流場是氣旋式輻合流場。按輻合氣流速度的大小,一個發展成熟的颱風,其低層沿經向方向可分為三個區域:(1)外圈:自颱風邊緣到最大風速區外緣,風速向中心急增,風力在6級以上,半徑約200-300公里;(2)中圈:從最大風速區外緣到颱風眼壁,是颱風中對流和風雨最強烈的區域,半徑為100公里;(3)內圈:即颱風眼區,風速迅速減小,半徑約5-30公里。

颱風流場的垂直分布,大致分為三層:(1)從地面到3公里(主要是從500-1000米的摩擦層)為低層氣流流入層,氣流有顯著向中心輻合的經向分量。由於地轉偏向力的作用,內流氣流呈氣旋式旋轉,並在向內流入過程中,愈接近颱風中心,旋轉半徑愈短,等壓線曲率愈大,離心力也相應增大。在地轉偏向力和離心力的作用下,內流氣流並不能到達颱風中心,在颱風眼壁附近環繞颱風眼壁作強烈地螺旋上升。這一層對颱風的發生、發展、消亡有舉足輕重的影響;(2)3-8公里左右是中層過渡層,氣流的經向分量已經很小,主要沿切線方向環繞颱風眼壁螺旋上升,上升速度在700-300毫巴之間達到最大;(3)從8公里左右到對流層頂(約12一16公里)為高層氣流流出層,這層上升氣流帶有很大的切向風速,同時氣流在上升過程中釋放出大量潛熱,造成颱風中部氣溫高於周圍,以及颱風中的水平氣壓梯度力隨著高度升高而逐漸減小的狀況,當上升氣流達到一定高度(約10-12公里)時,水平氣壓梯度力小於離心力和水平地轉偏向力的合力時,就出現向四周外流的氣流。空氣外流的量與流入層的流入量大體相當。 颱風在各個等壓面上的溫度場是近於圓形的暖中心結構,並具有一定的對稱性。颱風低層溫度的水平分相是自外圍向眼區逐漸增高的,但溫差很小。這種水平溫度場結構隨著高度升高逐漸明顯,這是眼壁外側雨區釋放凝結潛熱和和眼區空氣下沉絕熱增溫的結果。

(二)、天氣

颱風大多產生在對流性雲團中,因而初生颱風附近有塊狀雲團,隨著颱風的不斷加深發展,形成了圍繞颱風眼區的特有的近於團環形的濃厚雲區。依據颱風的衛星雲圖和雷達回波,發展成熟的颱風雲系由外向內有:(1)外螺旋雲帶:由層積雲或濃積雲組成,以較小的角度旋向颱風內部;(2)內螺旋雲帶:一般由數條積雨雲或濃積雲組成的雲帶直接捲入颱風內部;(3)雲牆:是由高聳的積雨雲組成的圍繞颱風中心的同心圓狀雲帶,雲頂高度可達12公里以上。好似一堵高聳的雲牆;(4)颱風眼區:因氣流下沉,晴空無雲。如果低層水汽充沛,逆溫層以下也可能產生一些層積雲和積雲,但垂直發展不盛,雲隙較多,颱風區內水汽充沛,氣流上升強烈,往往能造成大量降水(200一300毫米,甚至更多),降水屬陣性,強度很大,主要發生在垂直雲牆區以及內螺旋雲帶區,眼區一般無降水。

 

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