自然地理

台风的结构与天气

我们在风从哪里来这个板块中已经和读者朋友讨论了什么是台风、台风的命名、编号、分类、台风的源地、台风的危害、利用以及台风是怎样形成的等问题。在这一部分,我们将进一步讨论与台风相关的问题,使读者对台风这一天气过程有更深的了解。 (一)台风的结构

台风是暖性低压,因而台风范围内的地面流场是气旋式辐合流场。按辐合气流速度的大小,一个发展成熟的台风,其低层沿经向方向可分为三个区域:(1)外圈:自台风边缘到最大风速区外缘,风速向中心急增,风力在6级以上,半径约200-300公里;(2)中圈:从最大风速区外缘到台风眼壁,是台风中对流和风雨最强烈的区域,半径为100公里;(3)内圈:即台风眼区,风速迅速减小,半径约5-30公里。

台风流场的垂直分布,大致分为三层:(1)从地面到3公里(主要是从500-1000米的摩擦层)为低层气流流入层,气流有显著向中心辐合的经向分量。由于地转偏向力的作用,内流气流呈气旋式旋转,并在向内流入过程中,愈接近台风中心,旋转半径愈短,等压线曲率愈大,离心力也相应增大。在地转偏向力和离心力的作用下,内流气流并不能到达台风中心,在台风眼壁附近环绕台风眼壁作强烈地螺旋上升。这一层对台风的发生、发展、消亡有举足轻重的影响;(2)3-8公里左右是中层过渡层,气流的经向分量已经很小,主要沿切线方向环绕台风眼壁螺旋上升,上升速度在700-300毫巴之间达到最大;(3)从8公里左右到对流层顶(约12一16公里)为高层气流流出层,这层上升气流带有很大的切向风速,同时气流在上升过程中释放出大量潜热,造成台风中部气温高于周围,以及台风中的水平气压梯度力随着高度升高而逐渐减小的状况,当上升气流达到一定高度(约10-12公里)时,水平气压梯度力小于离心力和水平地转偏向力的合力时,就出现向四周外流的气流。空气外流的量与流入层的流入量大体相当。

台风在各个等压面上的温度场是近于圆形的暖中心结构,并具有一定的对称性。台风低层温度的水平分相是自外围向眼区逐渐增高的,但温差很小。这种水平温度场结构随着高度升高逐渐明显,这是眼壁外侧雨区释放凝结潜热和眼区空气下沉绝热增温的结果。

(二)天气

台风大多产生在对流性云团中,因而初生台风附近有块状云团,随着台风的不断加深发展,形成了围绕台风眼区的特有的近于团环形的浓厚云区。依据台风的卫星云图和雷达回波,发展成熟的台风云系由外向内有:(1)外螺旋云带:由层积云或浓积云组成,以较小的角度旋向台风内部;(2)内螺旋云带:一般由数条积雨云或浓积云组成的云带直接卷入台风内部;(3)云墙:是由高耸的积雨云组成的围绕台风中心的同心圆状云带,云顶高度可达12公里以上。好似一堵高耸的云墙;(4)台风眼区:因气流下沉,晴空无云。如果低层水汽充沛,逆温层以下也可能产生一些层积云和积云,但垂直发展不盛,云隙较多,台风区内水汽充沛,气流上升强烈,往往能造成大量降水(200一300毫米,甚至更多),降水属阵性,强度很大,主要发生在垂直云墙区以及内螺旋云带区,眼区一般无降水。