台风的结构
台风的范围很大,它的直径常从几百公里到上千公里,垂直厚度为十余公里,垂直与水平范围之比约一比五十。
台风在水平方向上一般可分为台风外围、台风本体和台风中心三部分。台风外围是螺旋云带,直径通常为400-600公里,有时可达800-1000公里;台风本体是涡旋区,也叫云墙区,它由一些高大的对流云组成,其直径一般为200公里,有时可达400公里;台风中心到台风眼区,其直径一般为10-60公里,大的超过100公里,小的不到10公里,绝大多数呈园形,也有椭园形或不规则的。
台风在垂直方向上分为流入层、中间层和流出层三部分。从海面到3公里高度为流入层,3-8公里高度左右为中间层,从8公里高度左右到台风顶是流出层。在流入层,四周的空气作反时针(在北半球)方向向内流入,愈近中心风速愈大,把大量水汽自台风外输入台风内部;中间层气流主要是围绕中心运动,底层流入现象到达云墙区基本停止,尔后气流环绕眼壁作螺旋式上升运动;中间层上升气流到达流出层时便向外扩散,流出的空气一部分与四周空气混合后下沉到底层,一部分在眼区下沉,组成了台风的垂直环流区。台风气温愈到中心愈高,气压愈到中心愈低。
台风的形成
从台风结构看到,如此巨大的庞然大物,其产生必须具备特有的条件。一是要有广阔的高温、高湿的大气。热带洋面上的底层大气的温度和湿度主要决定于海面水温,台风只能形成于海温高于26℃-27℃的暖洋面上,而且在60米深度内的海水水温都要高于26℃-27℃;二是要有低层大气向中心辐合、高层向外扩散的初始扰动。而且高层辐散必须超过低层辐合,才能维持足够的上升气流,低层扰动才能不断加强;三是垂直方向风速不能相差太大,上下层空气相对运动很小,才能使初始扰动中水汽凝结所释放的潜热能集中保存在台风眼区的空气柱中,形成并加强台风暖中心结构;四是要有足够大的地转偏向力作用,地球自转作用有利于气旋性涡旋的生成。地转偏向力在赤道附近接近于零,向南北两极增大,台风发生在大约离赤道5个纬度以上的洋面上。
台风的成因,至今仍无法十分确定,但已知它是由热带大气内的扰动发展而来的。在热带海洋上,海面因受太阳直射而使海水温度升高,海水容易蒸发成水汽散布在空中,故热带海洋上的空气温度高、湿度大,这种空气因温度高而膨胀,致使密度减小,质量减轻,而赤 道附近风力微弱,所以很容易上升,发生对流作用,同时周围之较冷空气流入补充,然后再上升,如此循环不已,终必使整个气柱皆为温 度较高、重量较轻、密度较小之空气,这就形成了所谓的“热带低压”。然而空气之流动是自高气压流向低气压,就好象是水从高处流向低处一样,四周气压较高处的空气必向气压较低处流动,因而形成“风”。在夏季,因为太阳直射区域由赤道向北移,致使南半球之东南 信风越过赤道转向成西南季风侵入北半球,和原来北半球的东北信风相遇,更迫挤此空气上升,增加对流作用,再因西南季风和东北信风 方向不同,相遇时常造成波动和旋涡。这种西南季风和东北信风相遇所造成的辐合作用,和原来的对流作用继续不断,使已形成为低气压的旋涡继续加深,也就是使四周空气加快向旋涡中心流,流入愈快时,其风速就愈大;当近地面最大风速到达或超过每秒17.2公尺时,我们就称它为台风。