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美丽的台风眼,教你一“眼”看出台风强弱

石头科普工作室 2024/1/20 18:11:01 责编:梦泽

前言

台风是一种破坏性很强的猛烈风暴,它发生在热带洋面上,依靠水汽凝结释放潜热作为其维持和发展的主要能源,直接受到台风侵袭或影响的地区往往会造成不同程度的灾害,严重时甚至会夺去数十万人的生命,并给国民经济带来巨大损失。但在久旱季节,台风又可以为其经过地区带来作物赖以生长的丰沛雨水。

它在宏伟的天幕上演绎着一场神秘的巅峰表演,而台风眼以其美丽和威力成为这场大自然奇观的焦点。与台风本身不同的是,台风眼呈现出一种令人惊奇的平静现象:由于台风内部风向呈逆时针方向旋转,产生的离心力与从外部吹入的风力相互抵消,空气下沉导致增温,台风眼内云消雨霁。

1.雷达“眼中”的台风

台风中心附近最大风速和最低海平面气压是台风强度的两个标志,当台风进入雷达探测距离以内,由台风前的阵雨回波、螺旋雨带回波和台风眼壁回波组成的台风降水回波也可以用于推断台风的强弱。

强台风的回波强、范围广、结构紧密,雨带间的层次分明,且螺旋雨带接近圆弧形。

弱台风的回波比较杂乱,回波孔隙较多,层次不清,结构松散,螺旋雨带不很清楚。

2. 台风眼间的不同

靠近螺旋雨带回波的中心有一圆状无回波的区域,就是台风眼,包围眼区的一圈回波,称为台风眼壁回波。

雷达观测到的台风眼形状,有同心双套圆、圆、椭圆、半圆环、破碎眼和多边形眼等六种。

还有一些台风中心附近是大片空旷区,形状极不规则。

台风眼的完整性可代表台风的成熟程度,中心风速在 50m/s以上的强台风,它的眼呈圆形或同心双套圆;一般强度的台风眼壁并不完整,呈椭圆状或半圆状等开口型式;而弱台风的眼很少能观测到眼壁回波。

图 2:台风眼的雷达回波结构(a)同心双套圆眼(b)圆形眼(c)椭圆形眼

图 3:台风眼的雷达回波结构(a)半圆环眼(b)破碎眼(c)不规则眼(d)无眼

3. 透过台风眼看强弱

当眼壁收缩时,根据角动量守恒和其他因素,眼强区的风速增大,随着与最大风的位置和强度有关联的气压梯度不断向梯度风平衡调整,风暴中心的气压降低,所以小台风眼表征着更强的台风。

气象台也会通过台风眼的状况粗略地判断台风强度,1973 年美国国家环境卫星服务部在六十年代工作的基础上,总结了一套用卫星云图分析台风强度的方法,后来 Dvorak 和 Stanley Wright 对这个方法又作了修改和发展,中央气象台等参考了 Dvorak 的方法,在研究和实践的基础上形成了一套应用卫星云图确定台风强度的简易方法。

这套方法就像是用卫星云图来“俯瞰”台风的样子,以确定它有多强。

当台风很强时:图上有没有一个清晰的小而圆的“眼”,台风中心附近的云区够大,至少有 4×4 个纬度,整个云系结构很密集;

当台风强度中等时:图上有一个稍大一点的圆形的“眼”,台风中心附近有强烈的对流云区,整个云系结构比较紧凑;

当台风较弱时:对于这种弱一些的台风,我们用一个叫 T 指数的东西来看,其中包括一些特征数的统计,比如热带气旋中心的特征数、中心附近强对流云区的特征数,还有云带的带状特征数。

总的来说,这些标准就像是我们用来“测量台风”的工具,通过观察云图上的特征,可以相对容易地判断一个台风的强度。这种方法经过多年验证,在实际运用中表现得相当可靠。

参考文献

  • [1] 许映龙,矫梅燕,毕宝贵等.近海台风雷达定位方法应用研究 [J].大气科学,2006,(06):1119-1128.

  • [2] 秦宏德.第七讲天气雷达对台风的探测 [J].气象,1982,(11):42-44.

  • [3] 王登科.基于时序遥感云图的台风检测与定强技术研究 [D].北京邮电大学,2023.DOI:10.26969 / d.cnki.gbydu.2023.000189

本文来自微信公众号:石头科普工作室 (ID:Dr__Stone),作者:竹汐

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