科普看台丨详解台风——沧海惊波的风 化作地平线上的雨

  7月,今年第4、5号台风相继登陆,我国进入台风活跃期。28日凌晨,今年第6号台风“卡努”(Khanun)正式编号。预计8月西北太平洋和南海将有4至6个热带气旋生成,其中有2至3个热带气旋登陆或明显影响我国,路径以西行和西北行为主,主要影响我国华东和华南沿海。

  台风登陆以什么为判定标准?“走直角”“v 字步”“爱逆行”,这些奇奇怪怪的台风路径,受哪些天气因素影响?台风登陆后又会对非登陆地产生哪些影响?如何从卫星云图中看台风?本期内容为您解读。

  近日,今年第4、 5 号台风在我国相继登陆,6号台风“卡努”已经移入东海海面。那么,台风登陆点是怎么样确定的?登陆地的风雨一定最强吗?强台风登陆就会带来强降雨,弱台风就会影响小吗?让我们来一探究竟!

  台风是围绕其中心点逆时针旋转的气旋,我们一般说的台风路径就是指台风中心点划过的轨迹。这条轨迹和海岸线相交的点,便称为登陆点,相交的那一瞬间即为台风登陆的时间。要想确定台风登陆点,气象部门要通过气象卫星、天气雷达、自动观测站等监测台风中心的经纬度和台风的移动,再综合分析各种观测实况资料如风速、气压等数据,最终确定台风登陆点及其强度。

  台风登陆点一般是风雨最强、受影响最明显的地方吗?事实上,台风登陆点和风雨影响并无必然联系。一般来说,即便是结构完整的台风,也并非造成整个覆盖范围内全是强降水,更别提有些结构不对称的台风——降水只集中在台风某一侧。因此,登陆点无大碍,“某一侧”风雨影响却很大的情况也有一定的可能出现。例如,2006年的第4号台风“碧利斯”强度未达到台风级,但是强降水大多分布在在其南侧,给福建、江西、广东等地导致非常严重的洪涝灾害。

  另外,也不是强台风登陆就会带来强降雨,弱台风的影响就会小。有一些台风虽然强度较强,但是登陆前后带来的降水强度却没那么大,我们叫做“空台风”。比如有些台风虽然级别达到强台风级,但它却没有带来大范围降雨。因为台风在行进过程中,吞进了太多低温干燥的冷空气,云系被打散掉了一大块。没有了云,自然也就没有了雨。

  从统计数据上看,台风越强,带来降水可能性越大。但是有时候,那些看上去结构松散、不起眼的弱台风,一旦遇上天时地利,也会带来可怕的影响。比如,当弱台风在登陆过程中遇到了西南季风,相当于多了一个源源不断输送水汽的“水泵”,即便台风脱离了海洋,仍会有一段时间内相当充足的水汽输送,带来强降雨;另外,弱台风遇到了南下的冷空气,降水也会增加。如果冷空气不是特别强,只在台风外围扫过,也可以恰到好处地给台风热力和动力过程施加不稳定能量,如此便会有利于气流抬升,进而增加降水。(穆俊宇)

  夏秋季节,台风是影响我国沿海地区的重要天气系统。每一个台风登陆前的一举一动都备受瞩目。但登陆后也并不代表它的一生就这样“潦草收场”,而是仍有可能继续导致非常严重的风雨影响。

  通常来说,台风登陆后最终的宿命是逐渐减弱消亡。这是因为,一方面,陆面相较海面更加粗糙且有很多障碍物,掠过陆面的摩擦力会消耗掉台风的能量,导致其减弱;另一方面,海面上有充足的水汽不断为台风补充能量,而登陆后水汽等能量来源迅速减少,台风会不断减弱消亡。然而在这一过程中,若遇到大气环流、地形等因素配合,台风就非常有可能给登陆点千里之外的地方,带去极端强降水。

  台风登陆后,在西北太平洋副热带高压(以下简称“副高”)的气流引导下,能够继续北上,但如果途中遇到特定的大气环流形势,它的残余环流可能长时间被拦截滞留在某地,累计形成极端降水。例如今年第5号台风“杜苏芮”,在其残余环流北上途中,副高与西部另一个高压脊互相连通,形成一道“高压坝”横亘于北方,受陆地摩擦影响已经“元气大伤”的“杜苏芮”,无力冲破这一阻拦,只得在华北地区放慢脚步。同时在“杜苏芮”残余环流及其东北侧的副高之间形成一条急流,将水汽源源不断地从海上输送到华北地区,为持续降水提供充足的“原材料”,而急流遇到太行山、燕山等地形被迫抬升,水汽凝结,进一步为强降水助一臂之力,最终在京津冀地区出现了一场持久的暴雨。

  有时,北上的台风还可能变性为温带气旋。这种变性是指热带气旋北移至温带地区后,由于外部环境和温度、湿度、气压等条件变化,其暖心对称结构遭到破坏,取而代之的是冷空气汇入,并形成深厚的冷心中心,使其失去了热带对流系统的特性,转变为温带气旋。台风在变性后并不意味着风雨会减弱,相反,与冷空气结合会使变性中的温带气旋激发更大的能量,带来更强的。例如,2018年的18号台风“温比亚”书写了132个小时超长生命史的传奇,它从上海登陆我国,沿途播洒大量降水,三天之后在山东北部变性为温带气旋并进入渤海湾,因为与冷空气相结合,它在其变性后一度加强,继续在山东半岛、东北南部造成风雨影响。

  除了登陆后不可放松警惕,台风登陆点之外的地区也有一定的可能受到台风影响。一般来说台风的主体区域降水集中、范围较大,但其外围环流的影响也不可以小看。说到这里就必须提到“台风倒槽”,它是台风远距离引发强降水的一把“利器”。台风倒槽是一种大气环流形势,它是台风环流北部出现的偏南风和偏北风之间的切变,是一片向北突出的低压区。台风倒槽作为一个狭窄的空气辐合带,此处空气辐合上升运动强烈,十分利于降水形成。当台风外围的倒槽伸展得很远时,就能导致远距离降水。例如今年第4号台风“泰利”,虽然登陆地点是在广东省,但它形成的台风倒槽却位于江苏、安徽、浙江一带,从而造成了千里之外江淮地区出现极端强降水。

  因此,面对台风来袭,必须重视其动态及会造成的持续影响。无论是在台风登陆之后,还是在台风登陆地点之外,都需谨防其带来的暴雨、城市内涝灾害和山洪、泥石流、滑坡等次生地质灾害。(王晓凡)

  今年第6号台风“卡努”一夜之间“大挪移”往偏北方向走,网友直呼“超算都懵了”;第5号台风“杜苏芮”在逼近我国沿海的时候,连续4次“走出”直角拐弯。台风“走位”,有规律可循吗?影响它的因素是什么?为啥有的台风“不走寻常路”?

  台风路径就是台风系统从出生到消亡整个生命过程中所走过的路,历时几天到十几天不等,行走路线飘忽不定。影响台风移动路径的因素有内部动力因素——由于台风本身风场等非对称结构引起台风移动;也有周围环境气流的引导、下垫面等外力原因。

  纵观台风从出生(编号)到消亡(停止编号)的生命史,有时它们按照常规路线走,包括西行(西北行)、转向型(近海转向、远海转向)。但也有不少台风不走寻常路,在西行过程中突然“变卦”,形成回旋型、急转型、突然南落型等非常规走位,甚至有些台风从出生开始就“逆行”——向东走。

  常规路径即台风在西太平洋或者南海形成后,受地球自转偏向力以及副高等因素影响,从出生海域一直往西北走,或快或慢。具体而言,西行(西北行)有登陆和不登陆我国华东、华南沿海的,擦着华南沿海、海南岛南边或者从琼州海峡穿过去的;转向型有登陆、近海转向和远海转向,转向登陆我国沿海甚至进入内陆区域的。

  不走寻常路的台风路径可谓五花八门。回旋路径是走着走着突然停下或缓慢移动,在南海、东海、近海快要登陆的时候打转,也有沿着海岸线号台风“贝碧嘉”都走出了徘徊犹豫的感觉。也有的在西行过程中突然间来个90°直角甚至锐角的紧急转折,如2022年第11号台风“轩岚诺”和2019年的第5号台风“丹娜丝”。有的台风往西过程中突然间向北急转或者向南急转,2019年第26号台风“海鸥”,就是在菲律宾群岛北部海域突然南落,并登陆菲律宾。更有的干脆反其道而行之,从西往东走,像2021年第9号台风“卢碧”就是这样一位奇葩“选手”,生于雷州半岛东部海面后,一路东行,影响我国东南沿海后还继续往东北移动登陆日本。

  “杜苏芮”前脚登陆,台风“卡努”后脚就跟着来袭。7月28日,今年第6号台风“卡努”正式编号。从两者距离及路径上看,未出现非常明显的双台风互旋作用,但“卡努”北侧的偏东风为“杜苏芮”减弱后的低压环流提供了充沛水汽,有助于“杜苏芮”残余环流的维持和陆地降水增加。

  两个台风相距较近时,有可能发生双台风效应。双台风效应主要体现为两个台风将绕着中心连线互相作逆时针方向旋转,旋转中心与位置依两个台风相对质量及台风环流强度决定。一般来说,当两个台风之间的距离小于1700公里时,有几率发生双台风效应,当两个台风之间的距离小于650公里时,有几率发生合并。(刘倩)

  台风,是发生在热带或副热带洋面上的具有暖心结构的强烈气旋性涡旋,是一种强大而深厚的热带天气系统。在卫星云图上,台风的结构从中心向外依次分为:台风眼区、云墙区、螺旋雨带区。

  不过,虽然台风“外貌”看上去很相似,但每个台风在卫星云图上的“形态”却各有不同。

  首先,对于较强台风,最明显的就是台风眼的区别,不同台风眼可以分成大眼、小眼、圆眼和不规则形状眼,从位置上看,台风眼一般位于台风中心少云的区域,也可能位于台风云区边缘。通常,台风眼的大小和结构可以定性地判断台风强度。对同一个台风而言,台风眼越大,强度反而相对弱。最强的台风应该是个清晰可见的小圆眼,台风在加强的过程中,随着自身旋转速度的增加,眼区往往会逐渐收缩。

  其次,云墙区是台风眼外围的一个环状的对流最强烈的云带。一般来说,云墙区的边界越光滑,云型越圆,眼壁越紧密,台风强度越大;而台风云墙越松散,眼壁组织疏松,台风强度越弱。台风云墙区可达宽几十千米到上百千米、高十几千米,是造成台风暴雨的主要区域之一。台风形成12级以上最强的狂风和高达10米以上的怒涛主要发生在这里,还会出现龙卷风、闪电、雷暴等。

  再次,云墙外的螺旋云雨带区,宽几十千米到几百千米,长可达几千千米,会给其所经区域带来阵雨和大风天气。在云图上,根据螺旋云雨带区的分布,能判断哪些地区可能会受台风云系影响出现降水。

  还有一个常见的误区——台风个头越大,台风越强。这其实没有科学依据。台风个头大小和强度无显著的关系。通常台风强度是指台风眼墙内的最大风速值,而这个值与台风大小并无直接关联。不过,“个头大”的台风登陆,影响区域会大一些。对于强度相同的台风来说,“个头大”的台风,破坏力会强一些。(张娟)

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