西北平静洋上的“猛虎”——台风的平生

台风，是诞生在西北平静洋的热带气旋的简称。热带气旋在环球的很多海疆都可以孕育发生，此中在东平静洋和北大泰西的叫飓风，在印度洋和南平静洋的叫旋风，在西北平静洋的叫台风。它们固然名称差别，但天生、运作的机理是雷同的，也就属于统一范例的气候体系。那么，热带气旋是怎么诞生的呢？

图1 天下热带气旋责任海区漫衍图。诞生于地区IV的热带气旋称为台风。

图2 1950-2018年各海区热带气旋轨迹图，可见台风的运动非常频仍，据有全部热带气旋中的紧张职位地方。

在广袤的热带海面上，海水颠末阳光的暴晒，已经拥有了深厚的暖和水体。暖和的水面蒸发敏捷，孕育发生出大片潮湿的水汽富厚的氛围。这时，大气中产生一个扰动，大概是季风的吹拂，大概是热带大气的颠簸，大概是高空冷涡的影响，总之，暖湿氛围开始向着一其中心活动。大量暖湿氛围被扰动带来，聚集在中间，升腾到空中，由于高空温度较低，水蒸气遇冷凝聚成小水点。众所周知，水蒸气液化的历程是放热的，于是水蒸气在空中的液化，就加热了氛围，使得氛围变得更轻，也就更简单上升。上升气流越来越强，也就必要越来越多的氛围从四面八方汇入，水汽便随之源源不停地汇入，更多的水汽凝聚，也就开释更多的热量，促使上升气流变得更强。于是我们发觉这里显现了一个正反馈调治：水汽凝聚助长上升气流，上升气流带来更多水汽，更多水汽的凝聚又孕育发生更强的上升气流。随着轮回的举行，上升气流越来越强，周围汇入的氛围越来越多，受到地转方向力的影响，汇入的氛围开始绕中间扭转，当扭转的最大风速到达8级时，台风就诞生了。

图3 一个热带扰动进展为台风的历程云图，图源为向日葵-8号卫星红外加强云图，该台风名叫天鹅，厥后在北京时间2020年11月1日登岸菲律宾，成为了21世纪登岸陆地的最强台风之一。

从上面的叙述我们可以看出，台风诞生的要害便是创建起水汽凝聚和上升气流之间的正反馈调治（也叫台风的“发动机”），是以，我们也不难推测，台风并不是在任何地区都可以天生的。在陆地上和较冷的海面上，由于没有充足的水汽，无法启动台风发动机，也就普通无法天生台风。在低空的风向和高空的风向差异很大的地域，台风的崎岖层被风吹“歪”了，台风发动机也随之变得畸形，高空的水汽凝聚无法有用地引起低层上升气流汇入的加强，也就难以天生台风。别的，在纬度格外低的地域，因为没有充足的地转方向力，汇入中间的气流无法扭转起来，台风也就退化成一般的对流云团，而不会酝酿更大的风暴。

是以，台风天生的地区必要具备以下条件：暖和的海面，高空低空风向差异不大，纬度不克不及太低。

图4 崎岖层被“吹歪”的热带低压，右边的积云线表现出底层中间，而高层中间在左侧的深对流里。图源：向日葵-8号卫星可见光云图。

02

台风的发展

一个台风的增强历程会履历很多阶段，依据风速由小到大的差别，我们可以将其分为：热带风暴级、强热带风暴级、台风级、强台风级、超强台风级。风力依次增大。美国对付飓风有别的一种雷同的分级要领，分别是热带风暴级、C1级、C2级、C3级、C4级、C5级。分级差别，目标倒是相似的，即通过播报台风的级别，报告人们台风强度的信息，以让人们做美意理和物质上的预备。

图5 种种热带气旋分级方法。

数据泉源：中国景象局。

那么，是否全部台风都市履历这些级别，从而到达最高级别呢？荣幸的，答案是否认的。很多台风终其平生都呆在热带风暴级，有些台风迟钝地爬升到台风级，另有些台风稳步加强到超强台风级，乃至有台风连跳几级，在短短一天内冲上超强台风级。那么，束缚和利于台风加强的身分有哪些呢？

海洋热容量和海面温度

海面温度越高、海洋热容量越大，台风所能得到的能量就越多，对台风加强就越有利。假如台风滞留一处时间太长，把该处海温斲丧殆尽，台风就会敏捷削弱。

图6 2018年台风潭美滞留前后比拟图，可见其对流衰弱、风眼变得不规章，颜值和强度一路也直线下滑。

高空流出条件

我们知道台风是把低层的氛围抬升到高层，氛围抬升上去之后，总要有地方去，以是氛围向四面八方流走。假如周围的流出条件比力好，氛围流出就顺畅，从而有利于更多暖湿氛围的上升，有利于台风加强。

图7 精良的高空流出条件是2019年2月古迹台风蝴蝶加强的宝贝。图中台风北侧俊逸的“头发”，正是其高空水汽随西风槽流出而形成的针状云。从动图中我们可以看到气流在北侧高速流出。

垂直风切变

这个名词的意思便是上一节中提到的高层风向与底层风向的纷歧致。假如垂直风切变过大，台风的崎岖层分散，身首异处的台风固然不会强到那边去。

图8 图七所示台风一天后的模样。西风槽带来的垂直风切变使其身首异处，只留下一个底层环流中间苟延残喘，缓缓灭亡。

水汽条件

台风的氛围从低空的四面八方流入，假如四周的氛围很干燥，那么台风就简单水汽不敷，没有充足的水蒸气来凝聚放热驱动“台风发动机”，也就难以快速加强。

图9 台风“梅花”卷入干氛围导致其焦点布局被粉碎，强度大大削弱。图源：美国水师试验室。

整合速率

偶然候，台风在形成时并不但孕育发生了一其中心。假如台风雏形有多其中心，那么快速整合是增强到较高强度的须要条件。不然，就会“兄弟阋于墙”，中间内战导致台风团体强度的萎靡。

图10 2017年台风兰恩：谁是年老，谁是小弟？

图源：向日葵-8号卫星红外云图。

假如以上条件中的大多数都很精良，那么台风就有大概进展到超强台风级，成为一个真正成熟的台风。

03

台风的成熟

随着台风不停加强，台风螺旋活动导致的惯性离心力使得对流地区渐渐甩离中间，台风的中间反而风雨变小，乃至暴露蓝天白云。这一在台风壮大后，在台风中间显现的对流衰弱地区被称为台风眼。在太空中看，台风眼就像台风狂风暴雨的云团蜂拥下的一只安静的眼睛。台风眼的形成是一个台风真正成熟的标记。

图11 成熟台风的台风眼与环流。

台风眼是台民风压最低的地区，从台风眼向外，起首映入眼帘的是一堵高速扭转的云墙，这便是台风的眼墙（或称眼壁），这里是台风风速最大的地区。眼壁向外，有一片类似圆形的地区，那边对流茂盛，且被眼壁积雨云的云顶笼罩，这里被称为中间麋集云区（CDO）。再向外，台风舒展出一条条的螺旋雨带，越向外，风雨越小。在台风的最外围地区，受到台风外围下沉气流的影响，每每晴空万里，酷热难耐，这种台风导致的高温气候被人们形象地称为“吃下沉”。

图12 成熟台风台风眼以外的布局。

怎样推断一个台风的强度呢？依据德沃夏克热带气旋阐发法，台风的强度重要观察两个身分：CDO云顶的温度和风眼的温度。假如CDO代表极其低温（普通低于零下六十度）的色阶成环且宽度充足，同时风眼温度到达较高温度（普通零度以上），可以说台风已经到达了极强的强度。

图13 图三中的台风烟花登岸前的状态。其CDO的云顶温度冷却到了靠近-90℃，同时风眼因为猛烈的下沉气流，云顶温度到达20℃。110℃的温差，庞大的能量浓缩在百公里的标准内，展示着天然的极度暴力之美。

台风成熟今后，每每会举行一个被称为眼壁置换的历程。成熟的台风就像是一个庞大的抽水机，将四面八方涌来的水汽吸入眼壁，抬升到高空再吹向四方。但是，总有一些水汽没比及达眼壁就提前上升引发强对流了。假如提前上升的水汽引发的强对流区围围着眼壁形成了一个圆，台风便形成了“大眼套小眼”的双眼墙布局。显现双眼墙布局后，因为能量渐趋疏散，台风会有必然水平的削弱，直到内眼在外眼的水汽阻遏下渐渐消逝，外眼成为唯一的眼墙，台风才会重新增强。必要指出的是，不是全部的台风都可以或许眼壁置换乐成，假如失败，台风就难以到达很高的强度。

图14 台风“利奇马”登岸前出现“双眼皮”状态。若不是这种布局导致台风削弱，浙江将遭受更大的丧失。

04

台风的灭亡

万事万物有开始就有闭幕。台风的了局又是如何的呢？

多种多样。有的台风登入陆地，在地形摩擦和水汽阻遏下缓缓消逝；有的台风突入温带，在锋面的作用下变性为温带气旋；有的台风失慎跌入垂直风切变的陷阱，被拦腰斩断敏捷灭亡；有的台风一头扎进酷寒的水域，发动机缓缓熄火抛锚……

图15：2018年台风山竹登岸菲律宾，布局被粉碎。

普通的台风从天生到灭亡有几天的生命周期，在这几天里，它们聚拢能量，展露锋芒，裹挟狂风巨浪，终极寂静灭亡。固然也有长命的台风，好比2017年的台风奥鹿，在别的台风的牵涉下，倘佯了18天才登岸日本灭亡殆尽。它中心履历了曲折崎岖，峰回路转的生命进程，有兴趣的朋侪可以去看一下它的云图视频，感觉台风带给我们的生命的气力。

图16：台风奥鹿曲折的平生。

（原视频：长命台风奥鹿的平生）

最终，大概有人要问了，台风是灾难，你怎么形貌得这么有爱。实在，这是单方面的了解。台风对付人类，是利大于弊的存在。固然台风会给登岸地带来风毁，带来不须要的暴雨洪涝等，但它还负担着均衡地球天气的重任。假如没有台风，温带会越发干旱、酷寒，而热带则会是一片蒸笼下的泽国。偶然候，剧烈的征象之以是产生，是由于这是幸免更剧烈的征象产生的本领。台风看似暴烈，实则维护着更深的调和。

内容泉源：石头科普事情室

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