台风内力运动的特点 台风内力为什么指向西北

导语：台风内力运动的特点是什么?在台风的生成阶段，由于海洋表面温度的升高，大量的水汽被蒸发到空中，形成巨大的热带扰动，这些扰动在受到一定的环境条件如风速剪切、地转偏向力等因素的影响下，逐渐形成热带气旋，进而演化为台风，在这个阶段，内力运动主要表现为水汽的上升和凝结，释放出大量的潜热，为台风的生成提供了必要的能量，接下来就一起去看看台风内力为什么指向西北吧!

台风内力运动的特点 

台风

台风除了存在旋转流场外，整个台风系统还存在着相对于地球表面的移动，即台风中心的运动。我们知道，作用在台风内空气质点上的科里奥利力分布是不均匀的，我们称台风范围内空气质点所受科里奥利力的积分和(即净力)为台风内力。

当台风周围的基本气流很弱、而台风的移动主要由台风内力所引起时，我们称台风的这种运动为内力运动。现在来看两种简单的情况，先看由于台风的旋转流场所引起的内力。假定某一固定圆周上台风的切向风速相等。但因纬度不等，作用在空气质点上的科里奥利力(F=—22sinφ·va)南北是不等的。A,C两点和B,D两点纬度分别相等，科里奥利力在东西方向的分量分别抵消。

A,B两点和C,D两点纬度不等，A和C两点科里奥利力向北的分量将超过B和D两点向南的分量。将作用在台风环流各点上的科里奥利力合起来，则产生一个向北的净力(F=ZFv,-ZFsy),(N表示北半圆，S表示南半圆)。另外，台风除切向旋转运动外，还存在经向辐合运动，辐合流场也产生内力。台风经向辐合流场所受科里奥利力的合力，产生一个向西的净力(F=ZFx一ΣFsx)。台风是一个气旋性旋转和辐合气流的系统，因此受到一个向西北方向作用的合力，这就是台风的内力。

下面我们从普遍的情况出发，来讨论内力。运动方程可写成如在台风中心取一坐标系，x轴和y轴分别以向东为正和向北为正，此坐标随台风而移动。设uo,v。分别表示台风中心的运动速度，u,v,w分别为质点在台风坐标上的速度分量。则U=Mo十uV=vo+vW=w代入(7.4)和(7.5)并略去小量项得并用高斯公式，则得到(7.8)(7.9)φ。是涡旋中心所在的纬度，方程(7.8)和(7.9)表明，台风中心的运动，主要取决于三项：左端第二项是台风整体运动所受到的科里奥利力，右端第一项是气压场作用在台风圆柱界面上的外力，右端第二项是作用在台风内部涡漩流场空气质点上科里奥利力的总和，也就是台风所受到的内力在纬向和经向上的分量。本节主要讨论这一项。

今将内力变换到圆柱坐标上积分，圆柱坐标的原点取在台风中心。可以看出#=v,cosθ—vzsinθv=v,sinθ+vzcosθ令柯利奥利参数2Qsinφ=f=fo+βy=fo+βrsinθfo为台风中心所在纬度上的柯利奥利参数，而在一个台风范围内，可以取β为常数，即把φ取为台风中心所在的纬度φo,则(7.8)式中的内力项可写成今假定台风为圆对称，即v,和va仅为r的函数，则可得同理可得Ix,I,分别为内力在纬向和经向的分量，w,v,和vx分别为就台风整体来平均的上升气流速度、径向辐合气流速度和切向速度，H为台风的垂直厚度，ro为台风的半径。

(1)台风的范围愈大，所受内力愈大。低纬度的内力较高纬度内力大。

(2)上升运动和径向辐合产生一个向西的内力，这两种运动的速度愈大，向西的内力愈大。反之，下沉运动和径向辐散产生一个向东的内力，大小也与这两种运动的速度成正比。

(3)气旋性的切向速度产生一个向北的内力，气旋性旋转速度愈大，向北的内力也愈大。反之，反气旋性旋转产生一个向南的内力，大小也与速度成正比。

(4)台风是一个辐合上升和气旋性旋转的环流系统，产生一个向西和向北的分力，总的内力是西北方向的。这与前面的分析是一致的。在科里奥利力的力场中，某一个方向的内力自然不单只改变该方向的分速，如果把台风看成质点，则在向西的内力作用下，台风在向西运动的过程中将增加向北的分速度，而在向北的内力作用下将增加向东的分速度。所以当环境气流很微弱时，如台风范围迅速扩大，强度急剧增加，原来的内力为I,增强的内力为△I,相应增加的分速度为△U,假定台风原来向西移动的移速为U,由于内力加强所产生的合速度应当为V=U+△U,可见台风是要向北偏的，如果△I很大，台风甚至要向东北移动，亦即要转向。下面举一个实例来说明这个问题。

1963年8月24日，在我国编号区以东的中太平洋上，生成一个台风，其外文名为Elaine,以后发展为强台风。24日及其以后的几天里，台风周围上下各层的东风气流较弱,而且周围气流是引导台风向西移动的,这是考察内力运动一个比较理想的条件。24—27日的三天里，中心附近最大风速从15米/秒加强到45米/秒，中心气压从1004毫巴加深到965毫巴。可见这个台风在这三天里得到了迅猛的加强和发展。这个台风的尺度在这三天里也得到显著扩大，6级风圈的半径从3.8个纬距扩大到8.0个纬距，这说明内力作用有了加强。与这种变化相应，25日比24日偏北30°,26日比25日偏北45°,27日比26日向东北继续偏30°。从台风的移动过程看台风几乎与等压线方向垂直地向偏北方向移动，嵌入到太平洋高压之中,以后又穿过这个高压向东北方向转向。相对于行星尺度的基本流场来说，台风的尺度是较小的。

台风

在自转着的地球上，台风在大型基本流场内的运动，将受到两个主要外力的作用，一个是和基本流场对应的气压梯度力，这在等压面上称为位势梯度力;另一个是作用在台风整个系统上的科里奥利力(这个力与台风中心的移速有关，不要和作用在台风内空气质点上科里奥利力的积分和混淆)。因此，如图7.9所示，比基本流场尺度小的台风，将大致上沿大型基本流场的方向移动。台风的这种运动称为牵引运动。在多数情况下，牵引运动是台风移动最主要的一种方式。到目前为止，台风的路径预报，主要还是根据牵引原理来做的。台风为什么受到基本气流牵引?下面从运动方程来讨论。台风环流系统的加速度和作用在台风整体上的力，其关系已由给出。稍作变换后可写成但是，台风的实际路径和基本流场并不完全一致。当考虑到气压梯度力、科里奥利力和内力Ix,I,平衡后，这种偏差就显示出来了。

下面从5种常见的基本流场来讨论，请注意台风的内力I总是指向西北方的，这在上一节作了详细讨论。东风带的基本流场气压梯度力VP指向南，内力I指向西北，为达到三力平衡，地转偏向力一fV应指向东北，这个力应当在台风移向的右侧并与台风移速V垂直，故台风应向西偏北方向移动，偏向大型气压场高压一侧。当台风转向进入西风带以后，将偏向低压一侧。是台风在南北向基本气流里向北移动的情况，它将偏向高压一侧。在我国东部海面上北移的台风，绝大多数都将右偏转向，只有很少一部分西折登陆我国北方地区。使气压梯度力与内力大体在一个方向，在地转偏向力与这两个力平衡时，台风基本上与气流的方向一致，偏差最小。

气压梯度力与内力方向相反，台风沿基本气流成倒抛物线移动，偏差也最小。以上5种情况中，如果大型气压场条件相同(即气压梯度力相等),则b₉c,d三种情况中，台风移动的速度将大于a,e两种情况，因前三种情况地转偏向力比后两种大。考虑大型气压场基本气流的牵引运动，再经过对其它力作用的订正来做路径预报，做法虽然简单，但仍不失为预报台风未来行向的一种有效方法。Dunn和Millerl¹]发现，当飓风向西和西北移动时，路径偏于基本气流右方10°-—20°。

在实际工作中也发现，预报的台风中心位置常比台风实际的中心位置偏南。这种偏差与上面的分析也是一致的。据统计2.在西风带中，台风路径向700毫巴以上各层基本气流的低压一侧偏;在东风带中，对于700毫巴以上各层基本气流台风移动偏在其右方，即向高压一侧偏，对于700毫巴以下的基本气流，台风路径向低压一侧偏。因此，如果采用上下两层基本气流的平均来估计台风的牵引运动，可以改进预报结果。统计这种偏差，并给以合理的订正，对台风的实际预报是很有好处的。

台风内力为什么指向西北

台风内力指向西北的原因主要在于台风本身所产生的力和地球自转的影响，‌以及台风外围环境流场对台风涡旋的作用力。‌

台风内力主要由于台风是一团以逆时针方向(‌北半球)‌旋转的空气，‌在旋转时，‌空气质点的移动方向受到地球自转的影响而发生偏向。‌这种偏向使得台风向高纬度一侧比向赤道的一侧来得大，‌从而产生了一个向高纬度的力，‌促使台风向北移动。‌此外，‌台风外围环境流场对台风涡旋的作用力，‌即北半球副热带高压南侧基本气流东风带的引导力，‌也是促使台风向西移动的因素之一。‌内力和外力合在一起，‌就促使台风向西北方向移动。‌

台风的内力主要在台风初生成时起作用，‌而外力则是操纵台风移动的主导作用力。‌由于副高的形状、‌位置、‌强度变化以及其它因素的影响，‌导致台风移动路径并非规律一致而变得多种多样。‌尽管如此，‌内力和外力的共同作用使得台风基本上自东向西移动，‌并在一定程度上指向西北方向。‌