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臺(tái)風(fēng)眼簡介
夏季,我國部分沿海地區(qū)多臺(tái)風(fēng),一定要提前了解關(guān)于臺(tái)風(fēng)的防范知識(shí),以便臺(tái)風(fēng)來臨時(shí)有效防護(hù)。那么,臺(tái)風(fēng)來了我們該怎么做呢?到底臺(tái)風(fēng)來襲時(shí)如何正確進(jìn)行防范?很多人以為防范臺(tái)風(fēng)只有臺(tái)風(fēng)來之前和臺(tái)風(fēng)來之時(shí),但實(shí)際上,臺(tái)風(fēng)過后,也要做一些防護(hù)工作的。下面是小編收集整理的臺(tái)風(fēng)眼簡介,歡迎閱讀,希望大家能夠喜歡。
臺(tái)風(fēng)眼通常在臺(tái)風(fēng)中心平均直徑約為40公里的圓面積內(nèi)。由于臺(tái)風(fēng)眼外圍的空氣旋轉(zhuǎn)得太厲害,在離心力的作用下,外面的空氣不易進(jìn)入到臺(tái)風(fēng)的中心區(qū)內(nèi),因此臺(tái)風(fēng)眼區(qū)就像由云墻包圍的孤立的管子。它里面的空氣幾乎是不旋轉(zhuǎn)的,風(fēng)很微弱。臺(tái)風(fēng)眼其外側(cè)100千米左右的地區(qū)是狂風(fēng)暴雨區(qū)。
熱帶氣旋(臺(tái)風(fēng) typhoon)是發(fā)生在熱帶海洋上的強(qiáng)烈天氣系統(tǒng),它象在流動(dòng)江河中前進(jìn)的渦旋一樣,一邊繞自己的中心急速旋轉(zhuǎn),一邊隨周圍大氣向前移動(dòng)。像溫帶氣旋一樣,在北半球熱帶氣旋中的氣流繞中心呈逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),在南半球則相反。愈靠近熱帶氣旋中心,氣壓愈低,風(fēng)力愈大。但發(fā)展強(qiáng)烈的熱帶氣旋,如臺(tái)風(fēng),其中心卻是一片風(fēng)平浪靜的晴空區(qū),即臺(tái)風(fēng)眼。臺(tái)風(fēng)是范圍很大的一團(tuán)旋轉(zhuǎn)的空氣,中心氣壓很低,四周圍的空氣繞著它的中心以反時(shí)針方向快速地旋轉(zhuǎn)。低層空氣邊旋轉(zhuǎn)邊向低壓中心流動(dòng),空氣流動(dòng)速度越快,風(fēng)速也越大。 臺(tái)風(fēng)眼是確定臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)的關(guān)鍵。臺(tái)風(fēng)登陸后通常需要過一到兩個(gè)小時(shí)才能做出判斷,需要將各項(xiàng)數(shù)據(jù)傳回氣象部門,對其高峰和低峰值進(jìn)行分析后,才能確定臺(tái)風(fēng)是否已登陸。臺(tái)風(fēng)在移動(dòng),臺(tái)風(fēng)眼的位置也在變化。
眼區(qū)分類
封閉眼區(qū)
封閉眼區(qū)是外圍眼壁為單層結(jié)構(gòu)且間斷角度小于90°的眼區(qū)。結(jié)合外圍眼壁 的情況,封閉眼區(qū)可進(jìn)一步分為圓形眼、類圓眼及多邊形眼三個(gè)子類。
圓形眼區(qū)
圓形眼區(qū)呈圓形,眼壁邊緣光滑,無明顯的直線或折角部分。該類眼區(qū)出現(xiàn)時(shí),其外圍眼壁可呈對稱環(huán)形、逗點(diǎn)狀等多種形態(tài)。分析發(fā)現(xiàn),該結(jié)構(gòu)存續(xù)時(shí)間多大于12h,是一種較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
類圓眼區(qū)
類圓眼區(qū)呈橢圓形或卵形,眼壁邊緣較為光滑,無明顯的直線或折角部分。本研究中,類圓眼區(qū)形態(tài)的存在時(shí)間一般小于8h。該結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差,多數(shù)情況下作為一種過渡形態(tài)出現(xiàn)。
多邊形眼區(qū)
多邊形眼區(qū)形態(tài)不規(guī)則,眼壁邊緣粗糙,存在折角和直線部分。紅外與可見光云圖中,多邊形眼區(qū)內(nèi)部可出現(xiàn)明顯的對流區(qū)域,眼壁邊緣有時(shí)呈鋸齒狀;部分眼區(qū)上空有卷云覆蓋,須借助微波遙感資料識(shí)別。
開放眼區(qū)
開放眼區(qū)是外圍眼壁為單層結(jié)構(gòu)、間斷角度大于90°但小于180°的眼區(qū)。開放眼區(qū)出現(xiàn)時(shí),臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)組織性較差,強(qiáng)度一般較弱。在紅外與可見光云圖中,部分個(gè)例有明顯的云卷風(fēng)眼(Banding Eye)形成,眼區(qū)附近有螺旋云帶旋卷,但其外圍沒有厚實(shí)且有組織的眼壁,有時(shí)環(huán)流旋卷可達(dá)一圈以上。
同心眼區(qū)
同心眼區(qū)是外圍眼壁為雙層或多層同心嵌套結(jié)構(gòu)、單層眼壁間斷角度小于180°且不存在兩層或多 層間斷角度同時(shí)大于90°情況的眼區(qū)。在紅外與可見光云圖中,同心眼區(qū)出現(xiàn)時(shí)臺(tái)風(fēng)多具有高度對稱性特征,眼壁間區(qū)域往往也是天氣相對平靜的區(qū)域。
主要特征
發(fā)展成熟的熱帶氣旋(達(dá)到熱帶風(fēng)暴級(jí)以上強(qiáng)度),在深厚云區(qū)的中間,往往存在一個(gè)直徑為幾十公里,近似圓形的晴空少云區(qū),稱為眼區(qū)。在衛(wèi)星云圖上,眼區(qū)表現(xiàn)為密蔽云區(qū)中心附近的一個(gè)大黑點(diǎn)。眼區(qū)外圍的一圈環(huán)狀的云區(qū)稱為云墻或眼壁。 眼區(qū)通常呈圓形,也有橢圓形或不規(guī)則的形狀,當(dāng)熱帶氣旋發(fā)展初期,眼區(qū)形狀一般不規(guī)則,范圍也較大;而熱帶氣旋強(qiáng)烈發(fā)展時(shí),眼區(qū)范圍縮小呈圓形,并呈軸對稱分布。 眼區(qū)基本上是晴空少云區(qū),只在低層有少量層積云。眼區(qū)中心的氣壓最低,風(fēng)速也很小,為微風(fēng)或靜風(fēng)。而眼壁附近,風(fēng)速急劇增大,達(dá)到極大值。 在臺(tái)風(fēng)眼中,常出現(xiàn)許多鳥群。這些被臺(tái)風(fēng)氣流吹到臺(tái)風(fēng)眼區(qū)的無數(shù)海鳥找到了“避風(fēng)港”,有時(shí)隨著臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)而飛到很遠(yuǎn)的地方。 臺(tái)風(fēng)眼持續(xù)時(shí)間并不會(huì)太長,約一兩個(gè)小時(shí),平靜會(huì)漸漸被狂暴再次取代。而且,片刻停歇所造成的錯(cuò)覺,會(huì)讓你感到,重裝上陣的臺(tái)風(fēng),那氣勢更猛更烈更狂暴絕倫,猶如上古巨獸正傾盡全力,咆哮著要?dú)缣斓厝f物。
主要成因
由于高分辨率數(shù)據(jù)的缺乏,本研究確定的多邊形眼區(qū)個(gè)例數(shù)目十分有限,以此支撐可信的統(tǒng)計(jì)分析顯得過于勉強(qiáng)。作者對MODIS等高分辨率資料的分析表明,多邊形眼區(qū)獨(dú)特的形態(tài)往往與其內(nèi)部的中尺度渦旋混合過程相聯(lián)系。關(guān)于多邊形眼區(qū)的成因,Schubert(1999)等人已通過數(shù)值模式給出了較為完整動(dòng)力學(xué)的解釋。他們認(rèn)為多邊形眼區(qū)的出現(xiàn)為其內(nèi)部的中尺度渦旋混合引起的非均勻態(tài)的產(chǎn)物,當(dāng)臺(tái)風(fēng)內(nèi)部渦旋的非線性不穩(wěn)定達(dá)到一定閾值范圍時(shí),眼壁內(nèi)緣會(huì)形成數(shù)個(gè)渦度高值區(qū),這些高值區(qū)對眼壁的扭曲效應(yīng)往往會(huì)造成折角出現(xiàn),從而使得眼區(qū)形態(tài)呈多邊形。 隨后Kossin與Schubert(2001)利用數(shù)值模擬進(jìn)一步研究了多邊形眼區(qū)中的中尺度渦旋的組織演變,并將中尺度渦旋同颶風(fēng)中心氣壓的迅速下降相聯(lián)系,其結(jié)果在2003年對颶風(fēng)Isabel的觀測中得到了證實(shí)。近年來,除颶風(fēng)Isabel(2003)與Rita(2005)外,涉及多邊形眼區(qū)的研究數(shù)量比較有限,這可能與該類眼區(qū)在遙感觀測中不易發(fā)現(xiàn)有一定關(guān)系。 臺(tái)風(fēng)眼之發(fā)生,系由于臺(tái)風(fēng)內(nèi)之風(fēng)是反時(shí)針方向吹動(dòng),使中心空氣發(fā)生旋轉(zhuǎn),而旋轉(zhuǎn)時(shí)所發(fā)生之離心力,與向中心旋轉(zhuǎn)吹入之風(fēng)力互相平衡抵消而成,因此形成臺(tái)風(fēng)中心數(shù)十公里范圍內(nèi)的無風(fēng)現(xiàn)象,而且因?yàn)橛锌諝庀鲁猎鰷噩F(xiàn)象,導(dǎo)致云消雨散而成為臺(tái)風(fēng)眼。 臺(tái)風(fēng)眼為中心氣壓最低之處,其形狀大部分呈圓形、橢圓形、卵形、開口眼和多邊形等五種,其平均直徑約為45公里左右,最小的為 10-20公里,大的可達(dá)100-150公里,即使是同一臺(tái)風(fēng),于不同時(shí)刻,其眼的直徑也不同,在大多數(shù)情況下,臺(tái)風(fēng)眼的大小有隨臺(tái)風(fēng)的增強(qiáng)而逐漸縮小的趨勢。在此區(qū)域內(nèi)無狂風(fēng)亦無暴雨,天上僅有薄云,能見天日或星斗。當(dāng)臺(tái)風(fēng)眼通過某地時(shí),常被誤認(rèn)為臺(tái)風(fēng)已過去,實(shí)則此時(shí)系在臺(tái)風(fēng)眼內(nèi),約二、三十分鐘后,狂風(fēng)暴雨又會(huì)再度出現(xiàn),臺(tái)風(fēng)眼經(jīng)過前與經(jīng)過后之風(fēng)向恰恰相反,此可由圖三臺(tái)風(fēng)模式圖中 明顯看出。臺(tái)風(fēng)的暴風(fēng)范圍相當(dāng)大,其半徑約有三、四百公里;由于氣象雷達(dá)無法看到它的全貌,僅憑文字說明也不易描述詳盡,雖然現(xiàn)在氣象衛(wèi)星可以在高空觀測,顯示出整個(gè)臺(tái)風(fēng)中上層的形狀,但卻無法看到內(nèi)部詳細(xì)的情況,F(xiàn)在我們分別從各方面說明,綜合起來也許可以有一個(gè)概略的印象。在天氣圖上,我們僅能用密集的圓形等壓線來表示臺(tái)風(fēng)的位置和暴風(fēng)范圍;從氣象衛(wèi)星所拍攝的照片可以看出臺(tái)風(fēng)中上層大致呈圓形并含螺旋狀旋轉(zhuǎn)著的云,在北半球是以反時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn),在南半球則是順時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn),而在中央部位有時(shí)可以明顯的看出無云的臺(tái)風(fēng)眼,云的旋轉(zhuǎn)情形可以代表風(fēng)的吹向。在臺(tái)風(fēng)內(nèi)部,由氣象偵察飛機(jī)從各種不同的高度,不同之方向,實(shí)際飛進(jìn)臺(tái)風(fēng)內(nèi)部觀測的結(jié)果,可知臺(tái)風(fēng)大致為一半徑甚大的云柱,其高度曾觀測到有一萬八千余公尺之高。在這圍繞龐大的云柱中心部分是無云或云層很薄,而且沒有風(fēng)雨現(xiàn)象,這就是臺(tái)風(fēng)眼。從臺(tái)風(fēng)眼向外,剛離開臺(tái)風(fēng)眼處,即是云層最濃厚而風(fēng)雨亦最大之處,漸向外則云層漸高也漸薄,風(fēng)雨也漸弱。在地面上,當(dāng)有一臺(tái)風(fēng)逐漸接近,并且臺(tái)風(fēng)眼恰巧經(jīng)過,然后臺(tái)風(fēng)漸漸離去時(shí),我們也可以大致感覺到上述的情況。
。ㄒ唬┪鞅碧窖鬅釒庑凵傻拇蟪叨忍卣骼肬W/CIMSS 的AODT 資料和TRMM 等衛(wèi)星反演的每日海溫資料,對西北太平洋2003-2005年熱帶氣旋出眼規(guī)律及出眼條件進(jìn)行了分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)2003-2005年西北太平洋這40個(gè)TC絕大多數(shù)(90%)是在它們的加強(qiáng)階段開始出眼,只有4個(gè)TC是在成熟期才開始成眼;近92.5%的TC發(fā)展到臺(tái)風(fēng)以上級(jí)別才開始出眼,也有一小部分的TC在它們的強(qiáng)熱帶風(fēng)暴階段出眼;TC出眼的時(shí)間存在日變化,晚上出眼的TC遠(yuǎn)少于白天出眼的TC。有80%的TC出眼時(shí)海溫在28度以上,62.5%的TC出眼時(shí)海溫高于28.5度。用NCEP/FNL資料算垂直風(fēng)切變,發(fā)現(xiàn)65%的TC出眼時(shí)的垂直風(fēng)切變是在6m/s以下,只有4個(gè)TC出眼時(shí)垂直風(fēng)切變超過了10m/s,05年的TC出眼時(shí)垂直風(fēng)切變比03年和04年的都偏小。
。ǘ┐蟪叨拳h(huán)境場對Leo(1999)臺(tái)風(fēng)眼形成的影響用衛(wèi)星反演的每日海溫資料及NCEP再分析資料分析Leo(1999)臺(tái)風(fēng)在成眼過程中的天氣特征,發(fā)現(xiàn)Leo在成眼期間海溫不低于29攝氏度,成眼前垂直風(fēng)切變較低,不超過5米/秒,成眼時(shí)垂直風(fēng)切變?yōu)?.45米/秒,也就是說較高海溫和較弱垂直風(fēng)切變是非常有利于臺(tái)風(fēng)眼的形成;同時(shí)本文還用衛(wèi)星反演的降水率資料、地球同步衛(wèi)星GMS5紅外1通道觀測的云頂亮溫?cái)?shù)據(jù)算得的最大亮溫距平絕對值,通過分析降水率、最大亮溫距平絕對值隨時(shí)間的變化來看Leo成眼期間對流發(fā)展?fàn)顩r,發(fā)現(xiàn)在Leo臺(tái)風(fēng)成眼期間存在對流的爆發(fā)。
(三)高分辨率數(shù)值模擬研究用MM5模式針對LEO(1999)臺(tái)風(fēng)眼的生成過程進(jìn)行了高分辨率的數(shù)值模擬分析,成功模擬出了LEO 眼形成過程,發(fā)現(xiàn)眼區(qū)內(nèi)的低層有明顯的逆溫層。LEO眼區(qū)內(nèi)逆溫層上的空氣在眼墻閉合前就被包裹入環(huán)流中心,并且暖心和渦旋中心不重合,此時(shí)LEO暖心主要是由于潛熱釋放引起的,隨著暖心和渦旋中心的重合過程,暖心開始位于渦旋中心,這時(shí)暖心主要是由于空氣下沉干絕熱過程造成的,TC眼內(nèi)下沉空氣與眼周圍附近的對流云的對流爆發(fā)關(guān)系密切。
主要影響
臺(tái)風(fēng)眼區(qū)外的空氣,向低壓中心旋進(jìn),它們挾帶著大量的水蒸氣,由于不易進(jìn)入眼區(qū),而在其外圍上升,形成大片灰黑色臃腫高聳的云層,下著傾盆般的暴雨。而臺(tái)風(fēng)眼區(qū)內(nèi)出現(xiàn)了下沉氣流,因而云消雨散,夜間還能看到閃爍的星星。由于臺(tái)風(fēng)眼中一般是晴到少云天氣,因而在衛(wèi)星云圖上呈黑色小圓點(diǎn)狀。但臺(tái)風(fēng)眼移過后,天氣將重新變得極為惡劣。
臺(tái)風(fēng)眼內(nèi)雖是好天氣,但海上的浪潮卻非常洶涌。這是因?yàn)榕_(tái)風(fēng)中心的氣壓,和它四周比起來降得特別低的緣故。因此在臺(tái)風(fēng)中心登陸的地方,往往引起很高的浪潮,造成很大的損害。
國際上以其中心附近的最大風(fēng)力來確定強(qiáng)度并進(jìn)行分類:12級(jí)以上的通稱為臺(tái)風(fēng);10-11級(jí)的是強(qiáng)熱帶風(fēng)暴;8-9級(jí)的是熱帶風(fēng)暴;小于8級(jí)的是熱帶低壓。
主要形態(tài)
對衛(wèi)星遙感資料的分析表明,大多數(shù)臺(tái)風(fēng)的眼區(qū)會(huì)出現(xiàn)多種形態(tài)交替出現(xiàn)的現(xiàn)象;同時(shí),各形態(tài)間的交替往往與臺(tái)風(fēng)的發(fā)展變化有良好的關(guān)聯(lián)性。
一般而言,當(dāng)熱帶氣旋強(qiáng)度較高時(shí),眼區(qū)無云或少云覆蓋,眼區(qū)形態(tài)以圓形為主,外圍的眼壁高度發(fā)展、結(jié)構(gòu)對稱;強(qiáng)度較弱時(shí),眼區(qū)界限模糊,可能被高而厚的對流云蓋遮蔽,云蓋下的眼區(qū)往往呈多邊形;對于更弱或消散中的臺(tái)風(fēng),眼區(qū)多因眼壁結(jié)構(gòu)不完整而呈現(xiàn)開放的狀態(tài);而無眼區(qū)特征通常則意味著氣旋形成不久或即將消失,強(qiáng)度十分有限。而由于維持時(shí)間相對有限,類圓形和同心結(jié)構(gòu)被視作過渡性的眼區(qū)形態(tài),其出現(xiàn)多與明顯的強(qiáng)度、路徑等變化相聯(lián)系。
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