台风眼是怎么形成的

科普知识 时间:2017-05-16 我要投稿
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台风眼,也就是台风中心,是发生在热带海洋上的强烈天气系统,从外围到中心最初逐步增加,然后迅速增加,但到了直径数十公里的中心区域内,风力迅速减小,降雨停止,出现了白天可看到阳光夜晚可见到星星的少云天空。这就是台风等热带气旋中特有的“眼”,气象学中称之为台风眼。下面将为大家介绍台风眼是怎么形成的,一起来看看。

台风眼是怎么形成的

台风眼是怎么形成的

台风眼的发生,是由于台风内风是逆时针方向吹动,使中心空气发生旋转,而旋转时所发生的离心力,与向中心旋转吹入的风力互相平衡抵消而成,因此形成台风中心数十公里范围内的无风现象,而且因为有空气下沉增温现象,导致云消雨散而成为台风眼。

从气象卫星所拍摄的照片可以看出台风中上层大致呈圆形并含螺旋状旋转着的云,在北半球是以逆时针方向旋转,在南半球则是顺时针方向旋转,而在中央部位有时可以明显的看出无云的台风眼,云的旋转情形可以代表风的吹向。在台风内部,由气象侦察飞机从各种不同的高度,不同之方向,实际飞进台风内部观测的结果,可知台风大致为一半径甚大的云柱,其高度曾观测到有一万八千余米之高。在这围绕庞大的云柱中心部分是无云或云层很薄,而且没有风雨现象,这就是台风眼。从台风眼向外,刚离开台风眼处,即是云层最浓厚而风雨亦最大之处,渐向外则云层渐高也渐薄,风雨也渐弱。在地面上,当有一台风逐渐接近,并且台风眼恰巧经过,然后台风渐渐离去时。

(一)西北太平洋热带气旋眼生成的大尺度特征利用UW/CIMSS 的AODT 资料和TRMM 等卫星反演的每日海温资料,对西北太平洋2003-2005年热带气旋出眼规律及出眼条件进行了分析,结果发现2003-2005年西北太平洋这40个TC绝大多数(90%)是在它们的加强阶段开始出眼,只有4个TC是在成熟期才开始成眼;近92.5%的TC发展到台风以上级别才开始出眼,也有一小部分的TC在它们的强热带风暴阶段出眼;TC出眼的时间存在日变化,晚上出眼的TC远少于白天出眼的TC。有80%的TC出眼时海温在28度以上,62.5%的TC出眼时海温高于28.5度。用NCEP/FNL资料算垂直风切变,发现65%的TC出眼时的垂直风切变是在6m/s以下,只有4个TC出眼时垂直风切变超过了10m/s,05年的TC出眼时垂直风切变比03年和04年的都偏小。

(二)大尺度环境场对Leo(1999)台风眼形成的影响用卫星反演的每日海温资料及NCEP再分析资料分析Leo(1999)台风在成眼过程中的天气特征,发现Leo在成眼期间海温不低于29摄氏度,成眼前垂直风切变较低,不超过5米/秒,成眼时垂直风切变为7.45米/秒,也就是说较高海温和较弱垂直风切变是非常有利于台风眼的形成;同时本文还用卫星反演的降水率资料、地球同步卫星GMS5红外1通道观测的云顶亮温数据算得的最大亮温距平绝对值,通过分析降水率、最大亮温距平绝对值随时间的变化来看Leo成眼期间对流发展状况,发现在Leo台风成眼期间存在对流的爆发。

(三)高分辨率数值模拟研究用MM5模式针对LEO(1999)台风眼的生成过程进行了高分辨率的数值模拟分析,成功模拟出了LEO 眼形成过程,发现眼区内的低层有明显的逆温层。LEO眼区内逆温层上的空气在眼墙闭合前就被包裹入环流中心,并且暖心和涡旋中心不重合,此时LEO暖心主要是由于潜热释放引起的,随着暖心和涡旋中心的重合过程,暖心开始位于涡旋中心,这时暖心主要是由于空气下沉干绝热过程造成的,TC眼内下沉空气与眼周围附近的对流云的对流爆发关系密切。

台风眼的典型特征

发展成熟的热带气旋(达到热带风暴级以上强度),在深厚云区的中间,往往存在一个直径为几十公里,近似圆形的晴空少云区,称为眼区。在卫星云图上,眼区表现为密蔽云区中心附近的一个大黑点。眼区外围的一圈环状的云区称为云墙或眼壁。

眼区通常呈圆形,也有椭圆形或不规则的形状,当热带气旋发展初期,眼区形状一般不规则,范围也较大;而热带气旋强烈发展时,眼区范围缩小呈圆形,并呈轴对称分布。

眼区基本上是晴空少云区,只在低层有少量层积云。眼区中心的气压最低,风速也很小,为微风或静风。而眼壁附近,风速急剧增大,达到极大值。 在台风眼中,常出现许多鸟群。这些被台风气流吹到台风眼区的无数海鸟找到了“避风港”,有时随着台风的移动而飞到很远的地方。

台风眼持续时间并不会太长,约一两个小时,平静会渐渐被狂暴再次取代。而且,片刻停歇所造成的错觉,会让你感到,重装上阵的台风,那气势更猛更烈更狂暴绝伦,犹如上古巨兽正倾尽全力,咆哮着要毁灭天地万物。

台风眼的主要形态

对卫星遥感资料的分析表明,大多数台风的眼区会出现多种形态交替出现的现象;同时,各形态间的交替往往与台风的发展变化有良好的关联性。

一般而言,当热带气旋强度较高时,眼区无云或少云覆盖,眼区形态以圆形为主,外围的眼壁高度发展、结构对称;强度较弱时,眼区界限模糊,可能被高而厚的对流云盖遮蔽,云盖下的眼区往往呈多边形;对于更弱或消散中的台风,眼区多因眼壁结构不完整而呈现开放的状态;而无眼区特征通常则意味着气旋形成不久或即将消失,强度十分有限。而由于维持时间相对有限,类圆形和同心结构被视作过渡性的眼区形态,其出现多与明显的强度、路径等变化相联系。

台风眼的主要影响

台风眼区外的空气,向低压中心旋进,它们挟带着大量的水蒸气,由于不易进入眼区,而在其外围上升,形成大片灰黑色臃肿高耸的云层,下着倾盆般的暴雨。而台风眼区内出现了下沉气流,因而云消雨散,夜间还能看到闪烁的星星。由于台风眼中一般是晴到少云天气,因而在卫星云图上呈黑色小圆点状。但台风眼移过后,天气将重新变得极为恶劣。

台风眼内虽是好天气,但海上的浪潮却非常汹涌。这是因为台风中心的气压,和它四周比起来降得特别低的缘故。因此在台风中心登陆的地方,往往引起很高的浪潮,造成很大的损害。

国际上以其中心附近的最大风力来确定强度并进行分类:12级以上的通称为台风;10-11级的是强热带风暴;8-9级的是热带风暴;小于8级的是热带低压。