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熱帶氣旋

熱帶氣旋是一種快速旋轉的風暴,它從熱帶或亞熱帶海洋表面吸取能量,由外向內加強。它有一個低壓中心叫做“風眼”,“風眼”是系統的中心部分,云面向“風眼”周圍的眼壁螺旋上升,“風眼”里面氣壓低,風很小或者沒有風、晴天時天氣狀況為部分多云;風眼”外風墻是一個復雜多變的天氣對流系統,經常帶來大風、暴雨和暴潮。熱帶氣旋的直徑通常在200到500公里左右,但也可以達到1000公里。北半球的風是逆時針吹的,南半球是順時針吹的。

目錄

名稱分級

世界各國和有關國際組織對熱帶氣旋有不同的分類標準和名稱1989年,世界氣象組織規定以熱帶氣旋中心附近10分鐘平均最大風力作為熱帶氣旋強度分級的標準。世界氣象組織規定最大持續風速小于63公里/每小時一次的熱帶氣旋被稱為熱帶低壓;最大持續風速將超過63公里/長達一小時的熱帶氣旋被稱為熱帶風暴,然后被命名;最大持續風速將超過116公里/根據海洋盆地的不同,每小時一次的熱帶氣旋被稱為颶風、臺風、熱帶氣旋、極強氣旋風暴。 

2006年6月15日,中國國家標準化管理委員會發布了國家標準《熱帶氣旋等級》(GB/T 19201—2006)該標準將熱帶氣旋分為:熱帶低壓、熱帶風暴、強熱帶風暴、臺風、強臺風和超強臺風六級。

命名原則

每個英文名不超過9個字母

容易發音

成員國語言中沒有不好的意思

不會給成員國帶來任何困難

不是商業機構的名字

選擇的名稱應該得到所有會員國的承認

中國氣象局翻譯、香港天文臺和澳門地球物理氣象臺協商統一 

在西北太平洋和中國南海(東經180度以西、赤道以北的太平洋和南海)采用統一的熱帶氣旋命名法。該術語包括亞太經社會的140個名稱/世界氣象組織(ESCAP/WMO)臺風委員會和世界氣象組織在該地區的14個成員,即:柬埔寨、中國、朝鮮、中國香港、日本、老撾、中國澳門、馬來西亞、密克羅尼西亞、菲律賓、韓國、泰國、美國和越南各貢獻了10個名字。

使用規則

命名表按順序命名熱帶氣旋,循環使用。

在熱帶氣旋的整個生命歷史中,它們的名字保持不變。

對于造成特別嚴重災害的熱帶氣旋,組織成員可申請從名稱清單中刪除該熱帶氣旋的名稱作為該熱帶氣旋的永久名稱,或因其他原因申請刪除名稱。

亞太經社會每年/氣象組織臺風委員會會議將審議、刪除并替換熱帶氣旋命名表。

被刪除的名稱由原成員亞太經社會重新提供/WMO臺風委員會經過商議,更換了原來的名稱。

氣旋特征

氣旋結構

成熟的熱帶氣旋大多呈圓對稱分布,圓渦直徑一般為600~800 km,有的可達1000 km以上。熱帶氣旋的氣壓從外圍向中心急劇下降,低層有一股氣流向中心匯聚,頂層氣流主要向外發散,這是熱帶氣旋的顯著特征。熱帶氣旋的表面流場通常可以根據風速分為外圍區域、渦流區和眼區。

外圍區

螺旋雨帶,寬200~300公里。從外到內,氣溫升高,氣壓下降,風速增大,并伴有降水,強度向中心增大。

渦旋區

云墻區,平均寬度從10到100 公里不等。溫度向中心迅速上升,氣壓呈漏斗狀迅速下降,梯度大,等壓線特別密集,風速達到最大,對流和風暴最強,強臺風最大風速可達60~70m/s以上。

眼區

平均半徑5 ~ 30 km,處于暖中心狀態,氣壓最低,風速下降,晴天局部多云。

形成天氣

大風

在成熟的熱帶氣旋中,最大風速一般可達30 ~ 60米/秒,幾可超過100米/秒。熱帶氣旋中心附近的最大風速與中心氣壓密切相關一般來說,氣壓越低,風速越大,但并不是一一對應的。

降水

熱帶氣旋往往伴隨大量降水,個別登陸臺風造成的過程降水量可達1000毫米。

海浪

熱帶氣旋中心極低的氣壓和云壁區的強風使海面產生巨浪和涌浪。在熱帶氣旋大風區,海浪都在5米以上,強熱帶氣旋可達10米以上。

風暴潮

當熱帶氣旋沿著海岸登陸時,由于強烈的天氣系統(熱帶氣旋、溫帶氣旋、強冷空氣等)海水向海岸方向強烈積聚的作用,造成海平面異常上升的現象,稱為風暴潮,也稱為“風暴增水”或“氣象海嘯”

形成源地

世界氣象組織的統計結果顯示:世界上每年大約有80個熱帶氣旋,它們形成于世界 除南大西洋和東南太平洋外,其他大洋相對集中在西北太平洋、東北太平洋、北大西洋、孟加拉灣、阿拉伯海、南印度洋東部和西部、西南太平洋的這八個特定區域也被稱為熱帶氣旋的源地,但迄今為止在東南太平洋沒有發現熱帶氣旋,只有少數熱帶氣旋發生在南大西洋和赤道兩側的緯度5°范圍內。

形成條件

廣闊溫暖的海洋表面,海水溫度為26.5℃以上,水深不小于60m。這個溫度的海水可以持續提供熱帶氣旋所需的熱量和水汽,積云對流釋放出大量的凝結潛熱,維持了臺風的暖核結構,造成海面上層大氣足夠的不穩定。

熱帶地區有一個低層次的擾動在低層的初始擾動中,摩擦輻合引起的上升運動可以將氣團抬升到自由對流高度以上,從而釋放不穩定能量。適宜的流場使氣流匯聚到氣旋中心并向上運動,水汽凝結釋放出巨大的潛熱,形成暖核供給臺風能量并使向上運動越來越強。

在緯度大于5°的地區,一定的地轉偏力可以逐漸形成輻合氣流的強烈逆時針旋轉(南半球順時針旋轉)赤道附近沒有足夠的旋轉來維持強烈的梯度運動,通常有足夠的地轉偏轉在遠離赤道的5區發展成熱帶氣旋。

對流層風速垂直切變小,有利于熱量積累。在通風良好的區域,積云對流產生的凝結潛熱會被擾動區域帶走,熱量無法積累,所以通風條件差,凝結釋放的潛熱會積累在同一個氣柱的有限范圍內,能迅速形成暖核結構。

發展階段

熱帶氣旋整個過程一般持續38天,最長可達20多天,最短僅1天。夏、秋天持續時間更長,冬天、春季較短。

形成期

在熱帶擾動中,積雨云增多,地面氣壓下降,風力開始增大。

發展期

氣壓達到1000 hPa或風力達到6級時,進入 發展期積雨云繼續增多,中部氣溫繼續上升,地面氣壓繼續下降,風力繼續增大,直至中心氣壓達到最低值,中心區附近最大風速范圍達到最大值。

成熟期

中心氣壓不降低,風速不增加,但是大風和降雨的區域擴大。

消亡期

進入中、在高緯度地區,由于冷空氣的入侵,登陸后變成溫帶氣旋或消失。

移動因素 

氣壓梯度力

水平氣壓梯度越大,地轉氣流越強,熱帶氣旋移動速度越快。

地轉偏向力

整體而言,熱帶氣旋在移動時也會受到地轉偏折的影響。偏轉力的方向垂直于熱帶氣旋的移動路徑,并指向路徑的右側。

內力

熱帶氣旋內部氣流分布對熱帶氣旋本身產生的作用力。熱帶氣旋中氣旋氣流和輻合上升氣流產生內力,內力的大小往往造成熱帶氣旋的轉向問題。

天氣系統

副高的影響

熱帶氣旋的移動主要受500(或700)hPa副熱帶高壓周圍大尺度基本氣流的引導。

強度較強、形狀穩定的東西向緯向副熱帶高壓可以在轉向流中向西移動,熱帶氣旋路徑穩定向西移動,不易轉向。

當東西向緯向副熱帶高壓強度減弱時,南側的強熱帶氣旋可將副熱帶高壓一分為二,熱帶氣旋會從副熱帶高壓的分裂點北上。

副熱帶高壓在熱帶氣旋東側有脊,向南延伸當副熱帶高壓傾向于由東向西轉向北時,熱帶氣旋就會轉向北移。

副熱帶高壓減弱東移,副熱帶高壓南側的熱帶氣旋未來將轉向偏北如果此時熱帶氣旋位置偏東,將在海上轉向。

當西風帶高壓或大陸副熱帶高壓與西北太平洋副熱帶高壓合并時,副熱帶高壓的形狀和強度會發生較大變化,導致熱帶氣旋的突變或路徑異常。

西風帶長波槽、脊的影響

西風帶長波脊的演變對熱帶氣旋的移動有相當大的影響。當西風帶的環流和副熱帶氣流型穩定且變化不大時,熱帶氣旋一般穩定,路徑正常。當西風帶中的長波系統發生急劇變化時,會導致副熱帶高壓發生突變,從而導致熱帶氣旋路徑發生突變,甚至出現異常。

雙臺風”效應

在一定范圍內,當有兩個熱帶風暴級以上的熱帶氣旋,且它們之間的中心距離在20個緯度以內時,這種現象稱為“雙臺風”由于氣旋流場,兩個熱帶氣旋將圍繞其中心排成一行“質量中心點”逆時針旋轉,相互靠近,使彼此的路徑受到影響,停滯不前、異常路徑,如擺動或旋轉。

移動的一般路徑

世界海洋中熱帶氣旋的一般移動路徑

北半球

大多數熱帶氣旋向西移動、西北行駛和拋物線轉向類型

南半球

大多數熱帶氣旋向西移動、西南向和反拋物線轉彎型。

北太平洋熱帶氣旋的移動路徑

據統計,在北太平洋熱帶氣旋的移動路徑中,向西移動的熱帶氣旋占19個%向西北方向移動的熱帶氣旋數量占總數的27%轉向的熱帶氣旋數目占49個%其他熱帶氣旋占總數的5%

西行路線

熱帶氣旋經過菲律賓或巴林塘海峽、巴士海峽進入中國南海,西行穿過中國南海,在中國南海沿岸、登陸中國海南島或越南沿海。從9月到2月,它們大多沿著這種路徑移動。

西北行路徑

熱帶氣旋在中國臺灣省從菲律賓東部向西北偏西方向移動、登陸中國福建;或者從菲律賓以東向西北移動,穿過琉球群島,在中國和浙江登陸。從七月到九月,大多數人沿著這種路徑移動。

轉向路徑

熱帶氣旋從菲律賓或中國臺灣省以東向西北方向移動,到達中國東部海域或在中國沿海登陸,然后轉向東北方向向日本移動,路徑呈拋物線狀。七月到十一月,轉彎路徑最為常見。

特殊路徑

熱帶氣旋在移動時也可能會彎曲、擺動、打轉、停滯、不規則的移動路徑,例如突然加速和突然轉彎。

氣旋影響

災害

熱帶氣旋的直接災害主要是由強風引起的、暴雨、風暴潮引發的災害,常見的災害現象是強風、巨浪、暴風雨、洪水、風暴潮、龍卷風和熱帶氣旋引發的地質災害。

強風

熱帶氣旋是一個巨大的能量場,其最大風速一般可達30 ~ 60米/秒,幾可超過100米/秒。如此強勁的風可以摧毀建筑物、建筑物甚至會將物體吹到空中,造成人員傷亡。

巨浪

海地區形成熱帶氣旋,其強風系統往往在海面形成巨浪臺風級的風力足以損壞船只的結構和設備,特別是在船上 的上層甲板及以上,航運系統受到影響。臺風、風暴潮,尤其是超強臺風,也嚴重威脅著海上平臺和作業人員的安全。

暴雨

熱帶氣旋是一種很強的暴雨天氣系統,暴雨是熱帶氣旋活動的重要表現,也是造成暴雨的主要災害之一。其降雨具有強度大范圍廣降雨速度快的特點,容易形成洪澇災害。

風暴潮

當熱帶氣旋向陸地移動時,由于強風和低氣壓,海水在海岸上積聚,形成海平面上升的風暴潮,其特點是力量兇猛、強度大、破壞力強。風暴潮是一種破壞性特別大的海洋災害,往往帶來猛烈的風浪,危及海堤及周邊地區的安全如果風暴潮和天文潮同時發生,會產生高頻潮位,容易沖毀海堤,淹沒城鎮、碼頭、工廠,導致海水入侵,土地鹽堿化。 

農業

熱帶氣旋季節在熱帶、在亞熱帶水果生長的關鍵時期,其引發的大風大雨非常容易損害農作物、經濟林果、露天蔬菜水產養殖和農田、農業生產設施遭受損失,導致作物減產。

基礎設施

熱帶氣旋能引起生命線工程(如交通、通信、能源等)損壞設備和設施,導致停電、停水、停工會影響社會生產的有序進行。

疾病

熱帶氣旋對傳染病傳播的影響有限。然而,熱帶氣旋會破壞下水道系統,增加水傳播疾病和其他媒介傳播疾病的風險。

積極影響

降水

熱帶氣旋能給沿海地區帶來大量雨水,對改善區域淡水供應和生態環境具有重要作用。

降溫

熱帶氣旋帶來的強風和暴雨可以驅散熱帶、相應亞熱帶地區的高溫天氣有一定的降溫作用。

地震震顫波

熱帶氣旋經過后,低壓系統會觸發地震震顫波的能量波動,使地層的能量逐漸釋放,避免大規模地震的發生。

觀測預警

觀測

洋面風場估測

海面風浪會導致海面粗糙度和微波輻射特性的變化。近年來,隨著微波探測器和算法的不斷改進,由微波探測器觀測資料反演的熱帶氣旋溫度和水汽廓線已被用于估算氣旋中心附近的最大風速、最低海平面氣壓和不同風速半徑。比如L波段微波輻射計可以更好地用于估算熱帶氣旋的海洋風場,C 波段合成孔徑雷達可以更好地全天候觀測海洋風,獲取氣旋的核心結構,從而提高海洋風的信號靈敏度和氣旋風速的準確性。

靜止氣象衛星監測

靜止氣象衛星監測是熱帶氣旋跟蹤和分析的主要技術手段近年來,新一代靜止氣象衛星相繼發射并投入使用,如日本的向日葵衛星(  Shimahara-8/9)美國的GOES-16/17、中國的風云四號(FY-4) 3356等,新一代靜止氣象衛星的高時空分辨率觀測和快速掃描提高了熱帶氣旋中心的定位精度,衛星多通道數據的應用有助于提高熱帶氣旋生成潛力、結構和強度的估計也有利于提高熱帶氣旋數值模式初始場的精度。

飛機觀測

近年來,熱帶氣旋飛機的目標觀測方案受到廣泛關注,逐漸從試驗走向業務應用。所謂飛機觀測,就是飛機在合適的位置和高度,在機載觀測平臺上用儀器進行熱帶氣旋相關要素的測量,從而獲得熱帶氣旋中心和周圍環境的觀測數據。美國是世界上最早開展飛機觀測熱帶氣旋的國家,并不斷升級和提高其空中觀測能力。中國臺灣省的追風計劃—DOTSTAR在飛行器觀測方面不斷加大投入和研發,已經成為世界上飛行器觀測的重要力量。

預警

預警機制

世界氣象組織已經建立了一個及時的、廣泛傳播熱帶氣旋信息的機制和框架——熱帶氣旋計劃(TCP)和惡劣天氣信息中心 (SWIC) 。

熱帶氣旋計劃(TCP)

熱帶氣旋計劃(TCP)通過提供包括天氣預報 在內的各種信息(NWP) 和遙感觀測數據或產品,以及熱帶氣旋的發展、運動、加強和風分布信息,通過國家和地區的協調,確保熱帶氣旋造成的生命損失和損害降到最低。

熱帶氣旋警告中心 (TCWC) 

熱帶氣旋警告中心 (TCWC)它是世界氣象組織 美國區域專業氣象中心 (RSMC) 和熱帶氣旋警告中心 (TCWC) 發出的實時熱帶氣旋警告。各國也建立了區域預警信息中心,如美國的聯合臺風預警中心(JTWC)中國氣象局在中國(CMA)日本氣象廳(JMA)

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