导语:台风的结构和能量问题是相辅相成的,而且台风的结构决定了其能量的分布和释放,能量又是维持台风结构和发展的关键因素,因此,了解台风的结构和能量问题,不仅有助于我们更深入地理解台风的本质和规律,还能为台风的预测和防范提供科学依据,下面就一起去看看台风的能量源是什么吧!
台风的结构和能量问题
台风
台风在低层主要是流向低压的流入气流。由于角动量平衡,在内区可产生很强的风速,在高层是反气旋的流出气流。上下层环流之间通过强上升运动联系起来,这是台风环流的主要特征。近年来,人们根据西太平洋和大西洋上台风和飓风的资料,对台风结构进行了不少的研究,例如对大西洋上不同强度的飓风进行了详细的结构分析,又利用综合方法对西太平洋的平均台风结构作了研究,发现台风结构并不象上面所说的那么简单。
例如1964年的Gladys飓风和1969年的Debbie飓风的研究表明,除了一般的大尺度结构外,还有一些明显的中尺度结构,如联系高低环流的深厚的中尺度积雨云团(称为圆形抽气云(CEC))等,根据平均台风的研究,人们也发现不少重要事实。例如在台风内区(400公里到风速最大值之间地区),流入几乎完全处于最低层(900毫巴以下),在台风中心区附近(眼区),是流出气流。在台风外区(4°纬距半径以外),并不完全是这种情况,深厚的层次中(从边界层到300毫巴)都有流入。这种中层流入对台风整个湿静力能量的收支有重要影响,但它的起因并不清楚。它在许多数值模式中是没有考虑的。
一般模式主要是依靠边界层的摩擦辐合来推动径向环流的运转。存在中层流入的事实表明,CISK机制可能不是推动台风环流运动的唯一强迫机制。台风中最暖的温度是由下沉运动造成的,它正出现在眼壁内边缘以内,这里有最强的下沉运动。在台风低层最大风速半径处,辐合最强,最大风速值半径的大小随高度变化甚小,并位于眼壁之中。另外台风结构的不对称性也是近年来人们注意的特点,分析表明,无论是在台风内区和外区都有明显的不对称性,这种不对称性对于台风发展和动量及动能的输送等有重要作用。在现在采用的许多台风数值模式中,是假定轴对称的,这与实际情况有一定差异,尤其是在外区,因而有人开始采用三维的不对称模式,得到了许多更接近实际的结果(如螺旋雨带等)。
通过实际台风和数值模拟中模式台风能量收支的计算,目前基本上已得到台风各种能量和总能量收支的图象,这对于了解台风的发展和维持很重要,同时对于研究台风与大气环流的相互关系也很重要。天气尺度的台风是大气中很强的动能源,在台风0°—10°纬距半径区内,动能的输送平均为4.8瓦/平方米,因而从能量上台风对大气环流的变化和维持应有重要影响,这个问题已引起了人们的注意。在能量问题上近年来有人还指出,角动量的水平涡旋输送在台风外区很重要;另外,在外区动量的产生和输送也很重要,它们在台风能量收支中不应加以忽略,这些都与台风的不对称性有关。
台风
台风的能量源是什么
理论上,台风会受到三种力的作用。一种是台风的内力,其总体方向朝着西北。一种是科里奥利力,这是由地球自转所造成的,在北半球会向右偏,北半球漩涡沿逆时针旋转就是由这个惯性力造成的。第二种是由副热带高压产生的一种外力作用,这种动力高压是台风移动的主要动力来源。
在这三种力的综合作用下,台风会大致沿着某个方向运动。但由于受到其他天气系统的影响,台风的运动路径并非完全确定。有些台风在移动的过程中会出现原地打转的情况,方向还有可能会发生大幅度偏转,这就是所谓的迷走型和转向型的台风。
一旦台风登上陆地之后,它们的强度很快会变弱。因为陆地上的水蒸气输送极为有限,台风失去了有效的能量源。而且在陆地上,台风受到的摩擦作用也会显著增加,这也会加快台风能量的损耗。
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