台风(Typhoon),
热带气旋的一种,热带气旋是热带或副热带洋面上,具有组织对流和确定的气旋性表面风环流的非锋面性旋涡的总称。国际上将发生在西北太平洋最大持续风速超过116公里/小时的热带气旋称为台风;发生在加勒比海、墨西哥湾、北大西洋和北太平洋东部和中部地区的强
热带气旋称为飓风。
台风是一种快速旋转的风暴,主要分为三层结构,内层是低压中心“风眼”,呈现出低气压,少风或无风、晴天少云的天气状态;中间层是风墙区,呈现出复杂多变的天气对流现象,带来狂风、暴雨和风暴潮;外部是螺旋雨带,由外向内气压逐渐下降,风速增大,多伴随阵性降水。北半球的台风呈逆时针方向吹,南半球的风呈顺时针吹。
台风常引发强风、巨浪、暴风雨、洪水、风暴潮、龙卷风气象灾害及次生灾害,其丰沛的降水也可以缓解沿海地区高温天气和改善地区淡水供应和生态环境。
词源
中国古代曾称台风为颱风、
热带气旋、旧风、黑风等,关于“台风”一词的来历,学术界尚有一定争议,大体有5种说法。
定义及分类
台风的定义
不同的地方对台风的称谓不同,台风、飓风、强热带气旋风暴均是同一种天气现象不同区域的特定名称,一般来说,国际上把发生在北太平洋西部风速达到 33 米/秒的热带气旋称为台风。不同的地区对台风的定义不同,如中国将风速超过32.7米/秒,风力大于12级的热带气旋称为台风;中国台湾地区将风速超过17.2米/秒,风力大于8级的风称为台风;
香港天文台将风速大于118公里/小时(约16级风力)的热带气旋称为台风。
台风的强度划分
不同的国家地区对台风等级划分不同,台风等级的划分主要由台风的强度决定,其涉及三个要素,分别是台风中心强度、外围区平均风速、台风的尺度和大小。三个要素中以台风中心强度为主要参数,台风中心强度涉及两方面,一是流环区底层的最大风速,另一个是台风中心
地平线最低气压,二者互为依赖属性,用其中一个参数就可以表示内核区强度。
中国台风等级划分
中国内地台风等级划分
中国香港地区、中国澳门地区台风等级
菲律宾台风等级
日本台风等级
飓风的定义
飓风是一种强热带气旋,主要发生在加勒比海、墨西哥湾、北大西洋和北太平洋东部和中部,美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)根据飓风形成的源地不同将飓风分为东太平洋飓风、大西洋飓风、中太平洋飓风,并将每年的(5月15日-11月30日)定为东太平洋飓风季节,每年的(6月1日止11月30日)定为中太平洋
飓风季节和大西洋飓风季节。
飓风强度采用萨菲尔-辛普森飓风等级(Saffir-Simpson Hurricane Wind Scale),分为1-5级飓风。
飓风的分级
热带气旋强度采用萨菲尔-辛普森飓风等级,萨菲尔-辛普森飓风等级根据飓风的最大持续风速进行评级,等级分为1至5级。该等级仅从风力等级估计潜在的财产损失,并不考虑由风暴潮、降雨洪水和龙卷风等因素造成的灾害影响。
台风命名
台风命名过程
世界气象组织将西北太平洋或
南海上的最大持续风速超过63公里/小时的热带气旋进行命名,由由世界气象组织所属的亚太地区台风委员会以及该区域世界气象组织的14个成员提供一套由140个名称组成的命名表,命名表循环使用。具体的命名工作有日本气象厅东京区域专业气象中心负责,当
日本气象厅将西北太平洋或南海上的热带气旋确定为热带风暴强度时,即根据列表给予名称,并同时给予一个四位数字的编号,编号中前两位为年份,后两位为热带风暴在该年生成的顺序,如0704即为2007年第4号热带风暴。一个热带气旋在其整个生命过程中无论加强或减弱,始终保持名字不变,如0704号热带风暴、强热带风暴和台风,其英文名均为“Man-Yi”,中文名为“万宜”,该套命名系统由2000年1月1日开始实施一直持续至今。
命名原则
世界气象组织将最大持续风速超过63公里/小时的
热带气旋进行命名,其命名规则为:
命名表
在西北太平洋和南海海域(东经180度以西、赤道以北的太平洋洋面和南海海域)采用一套统一的热带气旋命名表。该命名表由140个名称组成,分别来自
联合国亚洲及太平洋经济社会委员会/世界气象组织(ESCAP/WMO)台风委员会以及该区域世界气象组织14个成员,即:
柬埔寨、中国、
朝鲜、中国香港、日本、
老挝、中国澳门、
马来西亚、
密克罗尼西亚联邦、
菲律宾、韩国、泰国、美国和越南,每个成员各贡献10个名称。
命名使用规则
飓风命名
命名发展
飓风的命名从1953年开始,美国国家飓风中心(NOAA)开始使用人名为飓风命名,最开始使用的是简单易懂的女性的名字,并且按照字母顺序排列,第一个被命名的飓风是“爱丽丝”,1979年期开始改为男女名交替使用,这套命名系统一直沿用至今。
命名规则
飓风的命名与热带气旋的命名不一样,热带气旋的命名由日本气象厅负责,飓风的命名由美国国家
飓风中心命名,由世界气象组织的一个国际委员会负责维护和更新。910
加勒比海、墨西哥湾和北大西洋飓风名称
北太平洋东部名称
北太平洋中部名称
特征
结构
台风是近于圆形的对称性暖性低压中心结构,从水平位置来看,一个发展成熟的台风,其从内向外可分为台风眼、台风眼壁和螺旋云
雨带三个部分;从台风流场的垂直分布来看,台风可分为低层区、中层区和高层区三部分。台风的直径通常在200~500千米,部分直径可达到1000千米。台风眼是台风系统的中心,空气以台风眼为中心旋转,顺台风眼壁螺旋上升离开台风眼,空气在近地面空气在北半球沿逆时针旋转,南半球沿顺时针旋;到达对流层以后与靠近地面的方向相反,即
北半球顺时针旋转,南半球逆时针旋转。
水平结构
垂直结构
形成源地和形成条件
源地
台风通常发生在南北纬度5°~20°海面温度较高的洋面上,全球除东南
太平洋和南
大西洋外各大洋区的
热带海域均有台风活动,其中以西北太平洋热带洋面为主要源区,在北大西洋、东北太平洋、西南太平洋、南印度洋、
孟加拉湾和
阿拉伯海的热带洋面上均有台风活动。
西北太平洋:西北太平洋海域每年平均生成热带风暴26~28个,其中的三分之二能达到台风强度,该海域的台风有明显的季节性特点,8月份为高发阶段,其次为7月和9月,全年各个月份都有可能生成
热带气旋。
北印度洋:该地区发生热带气旋较少,高发期为5月和11月,呈双峰型分布,其萌芽多形成于季风槽内,部分来自西北太平洋、
南海穿过中南半岛进入北印度洋的东风波。孟加拉湾地区是热带气旋的重灾区,其
大陆架浅海区和三角形的
海湾地势低洼陆地常引起巨大的
风暴潮造成严重伤亡。
西南太平洋:多发于11~5月,高峰期为1~3月。萌芽多数生成在南
太平洋辐合带上,多数台风形成与自北半球的跨赤道冷潮有关,少数形成在热带洋面自东向西传播的东风波上。
澳大利亚东海岸、西北海岸和
卡奔塔利亚湾是受台风影响的主要地区。
南印度洋:多发于12~3月,以1月为最,其走向不定,受影响地区多为澳大利亚西北海岸、澳大利亚北岸、
马达加斯加、马斯克林群岛、莫桑比克等地区。
形成条件
台风的形成一般需要3个必备条件:温度、水汽和内部扰动。
其他影响因素
风力影响因子
发展阶段
形成期
台风初始于
热带低压,在热带洋面上积云对流形成扰动旋涡或云团,洋面气压下降,风力开始增强,从最初的低压环流到中心附近最大平均风力达到八级,一般需要2天左右的时间,这个时间并不固定,快的只要几个小时慢的需要3-4天。台风在形成的过程中不断积蓄能量,直到中心气压达到最低,风速达到最大。
发展期
热带风暴阶段,气旋加深,气压不断降低,近中心区域风速不断增大,逐步形成螺旋雨带直到形成热带气旋或台风。
成熟期
热带气旋阶段(台风、飓风、超强台风),热带气旋的成熟阶段,气旋的形式相对稳定,地面气压不再下降,最大风速也不再增加,但是大风面积和降雨区范围扩大,形成典型的台风结构,台风眼清晰,眼墙区达到最大值,可以清楚地看到大气间的环流。
消亡期
台风的消亡可能受多种因素影响,或是移动到高纬度地区海面温度较低形成温带气旋、或是登陆后在陆地上受地形阻挡减弱消散,这一阶段的中心暖核开始衰变,台风眼区压力升高,最大风区向远离中心的方向扩散,对流面积减少,云带消散。
移动
影响移动的因素
台风的移动受多种因素影响制约,包括力的作用(地转偏向力、气压梯度力、热带气旋内部气流内力)、
大气环流(副热带高压、西风带)等,诸多因素形成大尺度引导气流推动台风移动。
移动速度
台风移动速度约为15千米/小时~20千米/小时(4.17米/秒~5.56米/秒),快的可达30公里/小时,慢的约为5公里/小时。
移动的路径
台风在
北半球的路径一般分为西行、西北行和
抛物线转向型,在
南半球的路径一般分为西行、西南行和反抛物线转向型。受地形地势、天气系统、台风结构等各种因素影响,台风还可能出现蛇行、摆动、打转、停滞、突然加速和突然转向等不规则移动路径。
影响
台风是最危险的天气系统,常造成强风、
风暴潮、风浪、暴雨和洪水、
龙卷风和闪电等恶劣天气,也常引发泥石流、塌方、水污染、疾病、农业减产绝产、
渔业损失等间接灾害。同时台风可以带来丰沛的
降水缓解淡水压力,也可以起到降温消暑的作用等。灾害
直接灾害
强风和龙卷风:台风是一个巨大的能量库,其形成的最大风速一般可达30~60米/秒,少数可超过100米/秒。当台风登陆时,地表风速比上方风速减弱,形成垂直风切变,容易形成龙卷风。强大的风力可以造成巨大的破坏,甚至摧毁建筑物,造成人员伤亡。
暴雨:台风是非常强的降雨系统,其降雨量一天可达100~300毫米,部分可达500~800毫米,其降雨有着强度大,波及范围广,降雨速度快等特点,极易形成洪水灾害。
巨浪和风暴潮:台风风暴潮是由台风的风力推动波浪产生海水水位异常上升的现象,是台风中最直接的危害。风暴潮可以在几分钟之内从几厘米上升到1米或更高的高度,推进到海岸或者更远的地方。台风形成的巨浪和
风暴潮其特点是来势猛、强度大、破坏力强,1995年的路易斯飓风产生的极端海浪高度达到30米。如遇到天文大潮同时发生会产生高频位的潮位,极易冲毁海堤,淹没城镇、码头、工厂,导致海水倒灌和土地盐渍化等,1970年11月的博拉飓风登陆
孟加拉国造成超过30万人死于沿海洪水灾难。
间接灾害
基础设施:台风可以造成交通、通信、能源等生命线工程设备设施的损坏,造成停电、停水、停工,影响社会生产的有序进行。还能导致
海洋钻井平台、炼油厂受损导致油价上涨以及电线短路、倒塌引发火灾。
次生自然灾害:台风登陆时形成的暴雨系统极易引发滑坡、泥石流等次生自然灾害,台风形成的地质灾害具有历时短、发生相对集中的特点。
农业及
渔业:台风多发季节正值
热带、
亚热带水果生长的关键时期,其造成的强风及暴雨极易对农作物、经济林果、露地蔬菜和水产养殖以及农田、农业生产设施等遭受损失,造成农作物减产。台风的风暴潮风暴潮引起的海水入侵,使地下水受污染,土地盐碱化,破坏当地的生态平衡。
疾病:台风灾后因死伤禽畜和各处污秽杂物不及时处理很容易造成如
痢疾、
霍乱等传染病1991年4月29日孟加拉国台风灾后瘟疫横行造成约13.9万人死亡,经济损失近30亿美元。台风作为一种低压天气,对人体供氧水平及心脏健康也有不利影响,容易引起呼吸急促、心率加快、头晕、头痛、恶心、呕吐和无力等症状,神经系统也会发生障碍。其大风形成的噪音会直接影响人体的中枢神经系统,从而使人产生包括恐惧在内的一些心理障碍。
作用
监测与预警
监测
台风监测是利用各种探测手段对台风中的物理过程和物理现象以及各种气象要素的变化等进行观测、探测,并使用不同的载体记录下来,目的是利用所获取的资料进行台风预警、科学研究和防灾减灾。目前对台风的监测主要包括地面探测、高空探测、雷达观测、其他特种观测和
遥感探测等。
地面探测:主要依靠气象部门建设的地面自动气象站网对台风影响时近地面层和大气边界层范围内的各种气象要素进行观察和测定。自动气象站可以对雨量、温度、气压、风向、风速、
露点等气象要素实时监测,为台风登陆前后的定位提供主要依据,但其受限于地面自动气象站的设立数量(如地面气象站较多,岛屿与海洋的较少),不能反应地面以上的气象要素变化,尚需进一步完善和以其他探测手段作为补充。
高空探测:高空探测是将探空气球携带无线电探空仪升空将不同高度的大气温度、湿度、气压、风向、风速等气象要素以无线电信号的形式发回地面,高空气象探测是基础性高空资料的主要来源,但其受限于高空探空站密度不高也是制约台风预报水平的因素。
多普勒天气雷达探测:多普勒
天气雷达可对台风进行监视、跟踪,雷达探测不仅可以提供台风的降水强度、回波高度、范围和分布状况,还可以对台风内部的风场结构进行观测研究,对台风登陆前后的螺旋雨带、台风眼壁的垂直累积含水量与降水量和眼区速度谱宽、台风内中尺度环流等进行分析,研究台风登陆前后强度和速度的变化。但雷达探测也存在着雷达回波数据短缺、异常点和晴空回波定标精度不高,影响回波测量;降水量测量等定量化产品不足等制约因素。
特种观测:包括GPS/MET水汽监测(用GPS系统监测台风水汽分布)、边界层气象梯度探测(利用大气边界层气象梯度观测塔、大气风廓线仪探测、微波辐射计探测等进行台风边界层大气研究和观测)、陆地移动“追风”探测(以移动探测车为平台设立移动监测系统进行追风监测)、飞机气象探测(用飞机携带气象仪器对大气进行探)、海面船舶探测(利用海洋气象调查船舶进行海上观测)等。
遥感气象探测:主要是利用气象
卫星、雷达和其他遥感仪器等设备进行的气象要素探测。卫星多通道资料的应用有助于改进台风生成潜势、结构和强度等的估计,也有利于提高
热带气旋数值模式初始场的准确度。
预警
预警机制
世界气象组织:世界气象组织设立了能够及时、广泛地传播有关热带气旋信息的机制和框架,通过利用现代技术,如卫星、天气雷达和
计算机等跟踪热带气旋的发展,制定包括热带气旋计划(TCP)、全球气候观测系统 (GCOS)、灾害性天气预报计划(SWFP)等协助监测和预报热带气旋,以减少与灾害相关的生命和基础设施损失,并通过“世界天气信息服务网站”和“恶劣天气信息中心 (SWIC)”两个网站实时提供天气资料和信息资料,包括台风的预测路径和警告信息,可以协助各个国家来提高台风预警,减少台风灾害损失。
热带气旋计划(TCP):通过提供各种包括天气预报 (NWP) 和遥感观测的数据或产品,以及关于热带气旋发展、运动、强化和风力分布等信息,通过国家和区域协调来确保将
热带气旋造成的生命损失和破坏降至最低。
热带气旋警报中心 (TCWC):世界气象组织基于区域专业气象中心 (RSMC) 和热带气旋警报中心 (TCWC) 发布的实时的
热带气旋警报。
地区性预警中心:世界地区受台风影响的国家和地区大多都设立了自己的区域性的预警信息中心,如
美国的联合台风警报中心(JTWC)、中国的中国气象局(CMA)、中国香港的
香港天文台(HKO)、中国澳门的气象及
地球物理学局(
澳门天文台)、日本的
日本气象厅(JMA)、
菲律宾的大气、地球物理和天文服务管理局(PAGASA)、
越南的水文气象局(NCHMF)等,根据本地区的气象特点发布台风的预警信息。
主要地区预警信号及防御
中国大陆地区
根据可能引发突发事件的紧迫程序、危害程度和影响范围,将预警信息的风险等级分为四个级别
中国香港地区
美国
菲律宾
越南
历史记录
参考资料
热带气旋的分类.菲律宾大气、地球物理和天文服务管理局.2023-01-26
Tropical Storm.Introduction to Tropical Meteorology 2nd Edition.2023-05-10
台风.中国大百科全书第三版(网络版).2023-05-10
热带气旋风信号.菲律宾大气地球物理和天文服务管理局(PAGASA).2023-01-26