大氣科學概論-第四講(熱帶氣旋)

——熱帶氣旋（臺風）一概述（定義、范圍和強度、等級、編號與命名、發(fā)生的地區(qū)和季節(jié)、生命史）★

二臺風的結構和天氣（水平結構和垂直結構）★三臺風生成的必要條件★四臺風的路徑五臺風的利弊臺風、颶風和熱帶氣旋

Typhoon,hurricanesandtropicalcyclones熱帶氣旋西北太平洋和南海一帶——臺風大西洋、加勒比海、墨西哥灣以及東太平洋等地區(qū)——颶風印度洋和孟加拉灣——

熱帶風暴澳大利亞——熱帶氣旋

熱帶氣旋的當?shù)胤Q呼hurricanehurricaneTyphooncyclonecyclonestorm出現(xiàn)臺風時的地面圖、衛(wèi)星云圖、雷達回波圖一概述1.定義：發(fā)生在熱帶海洋上空具有暖中心結構的強烈氣旋性渦旋，總伴有狂風暴雨，常給受影響地區(qū)造成嚴重災害。0808“鳳凰”

2.熱帶氣旋的范圍和強度

水平尺度：以最外圍近似圓形的等壓線的直徑為標準。

一般直徑在600～1000km；小的直徑只有200～300km；最小只有100km，俗稱“豆臺風”。垂直伸展：氣旋性環(huán)流一般都可伸展到300～100hPa（9～16km）

熱帶氣旋的強度是以其地面近中心最大平均風速和其中心最低海平面氣壓值來確定的。近中心風速愈大，中心氣壓愈低，則強度愈強。一般熱帶氣旋的中心氣壓在950hPa以下，強臺風中心氣壓可達900hPa以下。歷史最強臺風記錄：1958年27號臺風Pc=877hPa，近中心最大風速110m/s(17級)。3．熱帶氣旋的等級

1989年世界氣象組織（WMO）規(guī)定，熱帶氣旋按其中心附近風力大小劃分為4種類型：

熱帶低壓：近中心風力在7級和7級以下熱帶風暴：近中心風力在8到9級強熱帶風暴：近中心風力在10到11級臺風或颶風：近中心風力在12級和12級以上。

4種類型熱帶氣旋在發(fā)展過程中往往會相互轉(zhuǎn)化風力與風速的對應關系衛(wèi)星云圖顯示的處于產(chǎn)生、發(fā)展、成熟和消亡的四個熱帶氣旋A:熱帶擾動B:熱帶低壓C:颶風D:熱帶風暴ABCD熱帶氣旋的命名19世紀初葉，一些西班牙語的加勒比海島嶼根據(jù)颶風登陸的圣歷時間來命名，如侵襲波多黎各的3個颶風：1825年7月26日的“圣大安娜”，1876年和1928年9月13日的“圣費里佩”。19世紀未，澳大利亞預報員克里門·蘭格則用他討厭的政客名字為臺風命名。二戰(zhàn)時，美國人用女性的名字給臺風命名；

70年代末，交替使用男性和女性的名字命名。另外不同的地區(qū)（大西洋，東北太平洋，中北太平洋，西太平洋，南半球）有不同的名單。這些名字在幾年內(nèi)循環(huán)使用。在亞洲，長期以來，對于同一個臺風，不同的國家有自己不同的命名，我國是給臺風編號。熱帶氣旋的命名4．熱帶氣旋的編號與命名

每年，在180oE以西的赤道以北太平洋（包括南海海域）洋面上生成的近中心最大風力≥8級的熱帶氣旋進行統(tǒng)一編號，并按照其強度變化分別稱為第幾號熱帶風暴、強熱帶風暴和臺風。如果臺風強度減弱，臺風的序號不變，再改稱為熱帶風暴或熱帶低壓。熱帶氣旋采用了4位數(shù)字編號，前2位數(shù)字表示年份，后2位數(shù)字表示當年熱帶氣旋的順序號。如08年第7號熱帶風暴“海鷗”，其編號為0807，表示的就是2008年發(fā)生的第7個風暴級以上熱帶氣旋。熱帶低壓和熱帶擾動均不編號。1998年12月，在菲律賓馬尼拉舉行的臺風委員會第31屆委員會決定，從2000年1月1日起，西北太平洋和南海熱帶氣旋將采用新的命名方法。它分別由WMO所屬的臺風委員會成員的14個國家和地區(qū)（包括亞太地區(qū)的柬埔寨、中國大陸、朝鮮、中國香港、日本、老撾、中國澳門、馬來西亞、密克羅尼西亞聯(lián)邦、菲律賓、韓國、泰國、美國和越南）每個貢獻10個，一共140個。熱帶氣旋的命名臺風委員會西北太平洋和南海熱帶氣旋命名表這些名字大都出自提供家喻戶曉的傳奇故事等，分別是：“龍王”、“玉兔”、“風神”、“杜鵑”、“海馬”、“悟空”、“海燕”、“海神”、“電母”和“海棠”。中國提供的名字140個具有地方特色的名字組成命名表，這些名字都有統(tǒng)一的中文譯名或英文譯名，命名表按順序命名，循環(huán)使用。2000年從“達維”開始，一直到“蘇力”，共使用了23個名字，2001年從第24個名字“西馬侖”開始。到2005年第17號熱帶風暴使用命名表的最后一個名字“蘇拉”后，臺風委員會命名表所有名字都使用了一遍。從2005年第18號熱帶風暴起，又從命名表第一個名字“達維”開始命名。從2000年1月1日起，我國中央氣象臺發(fā)布熱帶氣旋警報時，除繼續(xù)使用熱帶氣旋編號外，還將使用熱帶氣旋名字。根據(jù)規(guī)定，一個熱帶氣旋在其整個生命過程中無論加強或減弱，始終保持名字不變。

一般情況下，事先制定的命名表按順序年復一年地循環(huán)重復使用，但遇到特殊情況，命名表也會做一些調(diào)整，如當某個臺風造成了特別重大的災害或人員傷亡而聲名狼藉，成為公眾知名的臺風后，為了防止它與其它的臺風同名，臺風委員會成員可申請將其使用的名稱從命名表中刪去，再對熱帶氣旋名稱進行增補。2006年的1號強臺風“珍珠”（Chanchu），在菲律賓、中國東南部、臺灣總共造成104人死亡以及12億美元的損失。

2006年的4號強熱帶風暴“碧利斯”（Bilis），在菲律賓、臺灣、中國東南部總共造成672人死亡以及44億美元的損失。

2006年的8號超強臺風“桑美”（Saomai），在馬利安那群島、菲律賓、臺灣、中國東南部總共造成458人死亡以及25億美元的損失。已“退休”的熱帶氣旋的名字：2006年的16號強臺風“象神”（Xangsane），在菲律賓、海南、越南、柬埔寨、泰國總共造成279人死亡以及7.47億美元的損失。2006年的22號超強臺風“榴蓮”（Durian），在菲律賓、越南、泰國總共造成于819人死亡，經(jīng)濟損失之大無法估計。2005年的9號強臺風“麥莎”（Metsa），給我國華東地區(qū)造成大損失。2005年的14號超強臺風“彩蝶”（Nabi），在日本造成21人死亡。已“退休”的熱帶氣旋的名字：2005年的19號超強臺風“龍王”（Longwang），給我國臺灣、福建、廣東、江西等地造成大風大雨，并造成一定人員傷亡。2004年的8號臺風“婷婷”（Tingting），造成日本南鳥島3人死亡，多人受傷，并造成一定自然災害。2004年的14號強臺風“云娜”（Rainne），造成我國東部沿海大的人員傷亡。2003年的7號超強臺風“伊布都”（Imouto），造成菲律賓，華南大的人員傷亡。已“退休”的熱帶氣旋的名字：2004年8月，臺風“云娜”登陸浙江。雖然氣象局及時預報，但仍造成115人死亡，1800人受傷，經(jīng)濟損失達到￥1530億。2003年的13號強臺風“杜鵑”（Dujuan），給我國華南地區(qū)造成重大災害和財產(chǎn)損失。2003年的14號超強臺風“鳴蟬”（Mamei），造成韓國150多人喪生。2002年的6號強臺風“查特安”（Chataan），登陸日本關東平原造成多人喪生和嚴重的損失。2002年的26號臺風“鳳仙”（Pongsona），造成關島大量人員傷亡和財產(chǎn)損失。2001年的26號熱帶風暴“畫眉”（Vamei），雖然不是很強，但是它是最靠近赤道的臺風，所以除名。已“退休”的熱帶氣旋的名字：

0313“杜鵑”是繼“7908”(1979年8號)臺風之后24年來登陸和影響珠江三角洲最嚴重的臺風，已造成32人死亡，65人受傷，5人失蹤；經(jīng)濟損失至少約20億元。5．熱帶氣旋發(fā)生的地區(qū)和季節(jié)就全球范圍而言，平均每年有近80個熱帶氣旋生成，其中北半球發(fā)生的熱帶氣旋數(shù)占全球總數(shù)的73%，而西北太平洋又是全球熱帶氣旋發(fā)生頻率最高的地區(qū)，占全球的36%，平均每年約有28個熱帶氣旋生成。熱帶氣旋一年四季皆可發(fā)生，但以夏秋季節(jié)發(fā)生的頻率最高。西北太平洋（包括南海）孟加拉灣阿拉伯海西南印度洋西北大西洋東印度洋東北太平洋西南太平洋每年臺風發(fā)生數(shù)占全球臺風總數(shù)百分率的區(qū)域分布（虛線為海表面溫度=26.5℃的等溫度線）熱帶氣旋發(fā)生的海區(qū)占總數(shù)的百分比發(fā)生的季節(jié)西北太平洋（包括南海）36%主要在7-10月東北太平洋16%主要在8-9月西南太平洋11%主要在1-3月孟加拉灣10%主要在春秋季節(jié)阿拉伯海3%主要在春秋季節(jié)東印度洋3%主要在1-3月西南印度洋10%主要在1-3月西北大西洋11%其中9月最多熱帶氣旋源地主要在赤道兩側低緯地帶的8個海區(qū)

影響我國的臺風多發(fā)源于西北太平洋和南海地區(qū)，平均每年有7～8個臺風在我國登陸，登陸的時間在5～11月，主要集中在7～9月，就登陸地段而言，南起

海南北至遼東半島

均可有臺風登陸。6．熱帶氣旋的生命史臺風從形成到衰亡的生命史一般為3～8天，短的只有2～3天，最長可達一個月左右。臺風一旦登陸或進入溫帶洋面，因冷空氣侵入便會很快衰減成低氣壓或演變成溫帶氣旋。

二．臺風的結構和天氣

臺風是一個深厚的熱帶低氣壓，中心氣壓很低，而且中心附近的溫度高于四周，即具有暖心結構。臺風的垂直結構一般可達到10km左右，發(fā)展強烈的臺風可一直伸展到對流層頂部。臺風暖心結構的溫度與高度分布虛線表示等溫線9714號臺風（中國）Winnie1997（美國）熱帶氣旋的三維空間結構眼區(qū)眼壁外圍螺旋帶狀云系1．臺風流場的水平結構一個發(fā)展成熟的臺風，按其水平結構和天氣現(xiàn)象大致可分為3個區(qū)域，即：外圍區(qū)、渦旋區(qū)、眼區(qū)。

臺風眼區(qū)，亦稱為臺風內(nèi)圈，其直徑一般為10～60km，大的≥100km，小的＜10km，絕大多數(shù)呈圓形，也有橢圓形或不規(guī)則的。天空少云或晴空，氣壓降至最低，且停止下降。迅速減小到4級以下，或靜風。干暖

臺風渦旋區(qū)：亦稱臺風中圈。圍繞臺風眼分布著的一條最大風速帶，平均寬度約為10～20km。它與環(huán)繞臺風眼的云墻重合，臺風中最強烈的對流、降水都出現(xiàn)在這個區(qū)域里，是臺風破壞力最猛烈、最集中的區(qū)域。云墻，傾盆大雨。風力突然增大，氣壓急劇下降，1小時變壓可達30hPa，常伴有龍卷。

臺風大風區(qū)：亦稱為臺風外圈，云帶，直徑通常為400～600km，有時可達800～1000km；常伴有分散性陣雨。一般6～7級，向內(nèi)急劇增加。氣壓：開始緩慢下降，向內(nèi)急劇下降。氣溫：升高，濕度增大，感覺悶熱。2．臺風流場的垂直結構在垂直方向上，臺風可分為三層：3km以下為內(nèi)流層，有顯著向中心輻合的氣流，最強流入在500m高度；10km以上為外流層，氣流主要是向外輻散，200hPa以上有最強流出；3～10km流入流出，主要表現(xiàn)為切向運動，所以也叫切向運動層。2．臺風流場的垂直結構臺風的垂直空間結構臺風是熱帶地區(qū)的低壓渦旋，中心氣壓值很低，通過熱帶氣旋中心作剖面，可以看到氣壓曲線呈漏斗狀分布。

Winnie1997經(jīng)過Kadena時的海平面氣壓自記。陰影表示降雨區(qū)，代表眼壁，Pk表示觀測的最大風速發(fā)生在眼壁的內(nèi)側。三．臺風生成的必要條件臺風經(jīng)常在熱帶洋面上生成，且都是由熱帶擾動發(fā)展起來的，但熱帶擾動并不都能發(fā)展成臺風。臺風生成必須具備特有的條件。1.熱力條件：臺風發(fā)生、發(fā)展必須要有足夠大的海面或洋面，同時海面水溫必須在26～27℃以上。這是擾動形成暖心結構的基礎。2.初始擾動：要使條件不穩(wěn)定大氣的不穩(wěn)定能量得以釋放，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)展臺風的動能，必須有一個啟動機制，這就是低層的初始擾動。低空象這樣的擾動有赤道輻合帶渦旋、東風波等。3.垂直方向風速不能相差太大：上下層空氣相對運動很小，才能使初始擾動中水汽凝結所釋放的潛熱能集中保存在臺風眼區(qū)的空氣柱中，形成并加強臺風暖中心結構；臺風空氣運動的受力分析這個結果表明臺風的中心氣壓和最大風速是有限的而南大西洋和東南太平洋則極少有熱帶氣旋生成，赤道上也沒有熱帶氣旋生成，絕大部分熱帶氣旋出現(xiàn)在南北緯5o～20o之間的地區(qū)。4.要有足夠大的地轉(zhuǎn)偏向力作用：地球自轉(zhuǎn)作用有利于氣旋性渦旋的生成,它能使輻合氣流逐漸形成為強大的逆時針旋轉(zhuǎn)的水平渦旋。地轉(zhuǎn)偏向力在赤道附近接近于零，向南北兩極增大，臺風基本發(fā)生在大約離赤道5個緯度以上的洋面上。

四．臺風的路徑臺風移動的方向和速度取決于作用于臺風的動力。動力分內(nèi)力和外力兩種。內(nèi)力是臺風范圍內(nèi)因南北緯度差距所造成的地轉(zhuǎn)偏向力差異引起的向北和向西的合力，臺風范圍愈大，風速愈強，內(nèi)力愈大。外力是臺風外圍環(huán)境流場對臺風渦旋的作用力，即北半球副熱帶高壓南側基本氣流東風帶的引導力。2005年9月KHANUN臺風紫色：西路徑；藍色：西北路徑；紅色：西北轉(zhuǎn)東北徑

1．西移路徑

臺風從菲律賓以東洋面一直向西移動，經(jīng)過南海，在我國海南島或越南一帶登陸。西太平洋臺風的移動路徑主要可分為以下4類：2．西北移路徑

臺風從菲律賓以東洋面向西北方向移動，穿過琉球群島，在我國江浙或浙閩一帶登陸。

3．西北轉(zhuǎn)東北路徑

臺風從菲律賓以東洋面向西北方向移動，然后轉(zhuǎn)向東北方向移去，路徑呈拋物線狀。4.異常路徑東折路徑突然西折路徑北翹路徑打轉(zhuǎn)和蛇形路徑雙臺風互旋路徑臺風異常路徑的幾種形式臺風所受的外力主要是周圍大型氣壓場的分布所決定的。在作臺風路徑預報時，首先要考慮環(huán)境天氣系統(tǒng)的配置和演變的外力作用，同時，再考慮內(nèi)力作用。在環(huán)境天氣系統(tǒng)中，副熱帶高壓是影響臺風移動的最直接、最重要的系統(tǒng)，此外，西風帶系統(tǒng)、熱帶和赤道天氣系統(tǒng)以及多臺風的同時存在，都能夠直接影響臺風的移動路徑。五．臺風的利弊

臺風是一種破壞力很強的災害性天氣系統(tǒng)，但有時也能起到消除干旱的有益作用。其危害性主要有三個方面：

1．大風：臺風中心附近最大風力一般為8級以上。2．暴雨：臺風是最強的暴雨天氣系統(tǒng)之一，在臺風經(jīng)過的地區(qū)，一般能產(chǎn)生150mm～300mm的降雨，少數(shù)臺風能產(chǎn)生l000mm以上的特大暴雨。1975年第3號臺風在淮河上游產(chǎn)生的特大暴雨，創(chuàng)造了中國大陸地區(qū)暴雨極值，形成了河南“75.8”大洪水。3．風暴潮：一般臺風能使沿岸海水產(chǎn)生增水，江蘇省沿海最大增水可達3m?！?608”和“9711”號臺風增水，使江蘇省沿江沿海出現(xiàn)超歷史的高潮位。1975年8月的7503號臺風在福建晉江登陸，越過江西，穿過湖南，在常德附近突然轉(zhuǎn)向北渡長江，進入中原腹地，在河南駐馬店停滯不前，造成75.8大暴雨。河南駐馬店75.8大暴雨臺風除了給登陸地區(qū)帶來暴風雨等嚴重災害外，也有一定的好處。據(jù)統(tǒng)計，包括我國在內(nèi)的東南亞各國和美國，臺風降雨量約占這些地區(qū)總降雨量的1/4以上，因此如果沒有臺風這些國家的農(nóng)業(yè)困境不堪想象；此外臺風對于調(diào)劑地球熱量、維持熱平衡更是功不可沒。臺風的防治

加強臺風的監(jiān)測和預報，是減輕臺風災害的重要的措施。對臺風的探測主要是利用氣象衛(wèi)星。

在衛(wèi)星云圖上，能清晰地看見臺風的存在和大小。利用氣象衛(wèi)星資料，可以確定臺風中心的位置，估計臺風強度，監(jiān)測臺風移動方向和速度，以及狂風暴雨出現(xiàn)的地區(qū)等，對防止和減輕臺風災害起著關鍵作用。臺風的防治

當臺風到達近海時，還可以利用雷達監(jiān)測臺風動向。還有氣象臺的預報員檢驗，根據(jù)所得到的各種資料，分析臺風的動向，登陸的地點和時間，及時發(fā)布臺風預報，臺風緊報或緊急警報，通過電視，廣播等媒介為公眾服務，同時為各級政府提供決策依據(jù)，發(fā)布臺風預報或緊報是減輕臺風災害的重要措施。臺風的監(jiān)測和預報

（１）地面監(jiān)測（２）衛(wèi)星監(jiān)測靜止氣象衛(wèi)星，在赤道上空大約海拔35,800公里的高度上，環(huán)繞地球軌道運行，晝夜向地面提供連續(xù)的衛(wèi)星云圖。這種衛(wèi)星云圖可以幫助氣象工作者判斷風暴的位置、強度、大小以及其周圍的大氣環(huán)境。但分辨率較低。而極軌衛(wèi)星飛行高度低，可以提供高分辨率