2025年第1號(hào)臺(tái)風(fēng)“蝴蝶”來襲,受其影響,今天,廣西、廣東、海南島、福建、浙江、臺(tái)灣等地部分地區(qū)有大到暴雨!
那么,臺(tái)風(fēng)是怎樣“煉”成的?臺(tái)風(fēng)呼嘯,為何臺(tái)風(fēng)眼卻寂靜異常?讓我們從科學(xué)的角度揭開謎底。
01
臺(tái)風(fēng)是怎樣“煉”成的
臺(tái)風(fēng)(亦稱颶風(fēng))是對(duì)太平洋熱帶洋面上一種強(qiáng)烈氣旋的俗稱,學(xué)名叫“熱帶氣旋”,在北半球呈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),南半球呈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
臺(tái)風(fēng)只能形成于海上,是因?yàn)楦邷亍⒏邼竦臒釒а竺鏋榕_(tái)風(fēng)的生成造了有利的氣象條件——通常海溫需要超過26℃以上。海洋表面溫度越高,海水蒸發(fā)就越快,大量的暖濕空氣受熱膨脹就會(huì)上升,在空中冷卻凝結(jié)形成水滴時(shí)會(huì)釋放出大量熱量,由于暖空氣密度比周邊的空氣要低,海面氣壓變得比周邊的低,與水往低處流的道理類似,周邊氣壓較高處的海面空氣會(huì)源源不斷地補(bǔ)充流入氣壓較低的臺(tái)風(fēng)生成區(qū)域,在流入過程中受地轉(zhuǎn)偏向力的影響空氣會(huì)旋轉(zhuǎn)起來。隨著熱量的不斷積聚,空氣的旋轉(zhuǎn)變得越來越快,最后形成臺(tái)風(fēng)。
臺(tái)風(fēng)形成示意圖
02
臺(tái)風(fēng)的結(jié)構(gòu)
臺(tái)風(fēng)是一個(gè)龐大的低壓氣旋系統(tǒng),其能量源自溫暖海洋釋放的潛熱(物質(zhì)在物態(tài)變化時(shí)釋放或吸收的熱量)和水汽。它的結(jié)構(gòu)可分為3個(gè)部分:
臺(tái)風(fēng)的結(jié)構(gòu)
外圍螺旋雨帶
外圍螺旋雨帶是臺(tái)風(fēng)的顯著特征之一,它們從臺(tái)風(fēng)中心向外延伸,如同臺(tái)風(fēng)的“觸手”,覆蓋范圍廣泛。這些雨帶由一系列的雷暴云組成,會(huì)帶來持續(xù)的強(qiáng)風(fēng)和暴雨,是臺(tái)風(fēng)外圍的主要降水區(qū)域。
眼墻
眼墻是圍繞在臺(tái)風(fēng)眼周圍的環(huán)狀區(qū)域,是臺(tái)風(fēng)能量最集中的地方。眼墻的直徑一般在20~50千米之間。在這個(gè)區(qū)域內(nèi),風(fēng)速極高,常常能達(dá)到臺(tái)風(fēng)的峰值,是臺(tái)風(fēng)中天氣最為惡劣的部分。
臺(tái)風(fēng)眼
臺(tái)風(fēng)眼位于臺(tái)風(fēng)的中心,直徑通常在10~50千米之間。在臺(tái)風(fēng)眼內(nèi),氣壓極低,但風(fēng)速卻相對(duì)較小,甚至可能出現(xiàn)近乎靜風(fēng)的狀態(tài)。
這種“內(nèi)靜外狂”的對(duì)比,源于臺(tái)風(fēng)內(nèi)部復(fù)雜的動(dòng)力平衡。臺(tái)風(fēng)的運(yùn)動(dòng)由兩種相互作用的環(huán)流系統(tǒng)驅(qū)動(dòng):主環(huán)流和次級(jí)環(huán)流。如圖所示,主環(huán)流維持臺(tái)風(fēng)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能,而次級(jí)環(huán)流則負(fù)責(zé)將海洋的熱量向上輸送,為臺(tái)風(fēng)“充電”。眼墻的上升氣流如同一個(gè)熱力泵,不斷將能量從海面輸送到大氣高層。
臺(tái)風(fēng)環(huán)流結(jié)構(gòu)示意圖
03
臺(tái)風(fēng)眼為何近乎無風(fēng)?
當(dāng)周圍眼墻的風(fēng)速突破50米/秒時(shí),臺(tái)風(fēng)眼內(nèi)卻近乎無風(fēng),仿佛突然被某種神秘力量按下了暫停鍵。這種奇特的現(xiàn)象究竟是如何形成的?
臺(tái)風(fēng)眼的形成是臺(tái)風(fēng)成熟階段的標(biāo)志。當(dāng)熱帶氣旋(發(fā)生在熱帶或副熱帶洋面上的低壓渦旋,是一種強(qiáng)大而深厚的熱帶天氣系統(tǒng))逐漸加強(qiáng)時(shí),主環(huán)流的風(fēng)速加快。外圍空氣以螺旋形式向低壓中心匯聚,在眼墻處抬升,釋放大量潛熱。這股熱量驅(qū)動(dòng)次級(jí)環(huán)流的上升運(yùn)動(dòng),并在高層形成輻散外流。與此同時(shí),下沉氣流在臺(tái)風(fēng)眼中心被“抽吸”,最終形成穩(wěn)定的無風(fēng)區(qū)。
臺(tái)風(fēng)真彩色衛(wèi)星云圖
對(duì)臺(tái)風(fēng)眼的研究不僅提升了氣象預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性,更啟示人類:在狂暴的自然之力中,秩序與平衡始終如影隨形。正如古人觀臺(tái)風(fēng)而知天象,今日的科學(xué)家們正透過這片“靜風(fēng)之眼”,解碼地球大氣最深邃的奧秘。
責(zé)任編輯|王佳璇 趙青云
運(yùn)營(yíng)編輯|趙青云
質(zhì)量審核 | 岳煥琦 王維嘉
圖文來源 | 《知識(shí)就是力量》雜志《為何臺(tái)風(fēng)海上來》《臺(tái)風(fēng)呼嘯,為何中心獨(dú)“靜”?》,原文有刪改,原創(chuàng)作品轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來源。
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