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科学认识台风
来源:深圳市气象局 更新时间:2014年7月24日

 

 

  一直以来,台风是影响我国沿海地区的灾害性天气之一。台风如何分级?有哪几种路径?台风在伴随狂风和暴雨等引发的灾害同时是一把双刃剑,带来的降水对农业、水库蓄水等也有有利的一面。科学认识台风,对生产与生活将有所帮助。

  

  【嘉宾】中央气象台首席预报员 台风与海洋气象预报中心正研级高级工程师 许映龙

  【记者】中国气象报 颜昕

    

台风与海洋气象预报中心正研级高级工程师 许映龙

   

台风以中心附近最大风力划分为六级

   

  颜昕:热带低压、热带气旋、强热带风暴等种种不同的名称有什么区别。热带气旋分为几个等级?划分的标准是什么?

  许映龙:根据新的《热带气旋等级》国家标准(GB/T19201-2006),我国将热带气旋以其中心附近的最大风力划分为六个等级:热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风、强台风和超强台风。

  热带低压(TD):底层中心附近最大平均风速10.8~17.1米/秒,即风力为6~7级。

  热带风暴(TS):底层中心附近最大平均风速17.2~24.4米/秒,即风力8~9级。

  强热带风暴(STS):底层中心附近最大平均风速24.5~32.6米/秒,即风力10~11级。

  台风(TY):底层中心附近最大平均风速32.7~41.4米/秒,即12~13级。

  强台风(STY):底层中心附近最大平均风速41.5~50.9米/秒,即14~15级。

  超强台风(Super TY):底层中心附近最大平均风速大于51.0米/秒,即16级或以上。

  

台风的路径迂回多变是世界性的科研难题

  

  颜昕:有的台风路径迂回多变,时而原地不动,时而突然转向,走“回头”路,甚至出现反复登陆的情况。有网友问:“为什么台风可以反复登陆?”

  许映龙:虽然台风的路径主要受大尺度的环境引导气流影响, 但实际上台风则在移动过程中,由于受到不同地形、海洋及大气环境流场等因素的影响,特别是这中间涉及到大气-海洋-陆地间复杂的相互作用,其路径表现却是多种多样的。当台风处于环境流场较弱或者受到其它台风的影响,其路径就可能会出现停滞、打转、回旋等现象,而台风如果又恰巧在大型岛屿附近海域活动时,就会产生多次在同一地方登陆的情况。目前影响我国的台风主要“出生”在西太平洋上,其常见路径有四种:

  西移路径。台风从菲律宾以东洋面生成后,周围的基本气流很弱,这时候台风中心的移动主要是内力运动,方向往西北。沿此路径移动的台风,对我国海南、广东、广西沿海地区影响最大,经常在春、秋季发生。

  西北移路径。台风在菲律宾东部海域生成后,会遭遇一股轴线是西北向东南的南风,台风在这股深厚气流的引导下,从菲律宾以东洋面向西北方向移动,经巴士海峡登陆台湾,再穿过台湾海峡向广东东部或者福建沿海靠近,在台湾、福建、广东等一带沿海登陆。沿此路径移动的台风对我国台湾省、广东省东部和福建省影响最大,这类台风多见于7月下半月到9月的上半月。

  转向路径。台风从菲律宾以东洋面生成后向西北方向移动,在海上遇到西太平洋副高或西风槽的阻挡,就会转向东北,向朝鲜半岛或日本方向移去。这种转向台风又可以分为三类:东转向、中转向、西转向。其中的西转向类,特别是到了近海才向西转的台风,在我国沿海地区登陆后,转向东北移去,路径呈抛物线状,这也是最常见的路径。沿此路径移动的台风对我国东部沿海地区影响最大,这类台风多发生于夏、秋季节,只是转向点的纬度因季节而异,盛夏在最北,春季在最南。

  特殊路径。当台风所处的环境形势变化很快,或是海上有多个台风相互影响时,台风的移动路径会变得比较怪异,这就像陀螺在旋转时受到外力的影响,中心将作气旋式圆弧运动。当这种运动正好和原运动的方向相反时,就会导致台风的停滞和打转,如果所受到的外力作用不平衡,便会左右摇摆,像一条运动的蛇一样。这样的移动路径很复杂,也更难以预测,所以更容易成灾。

  

台风的业务预报仍然存在巨大的挑战

   

  颜昕:生命史长、强度变化多端、路径奇特的台风对预报的挑战较大,我们看到台风本身是一个复杂多变的天气系统,目前仍是世界性的科研难题。

  许映龙:近二十年来,虽然随着观测手段和数值预报技术的发展,各国台风业务预报都取得了长足的进步。但由于目前海上观测的稀缺,人们对台风精细结构的了解更多是通过间接的观测而获得的,而且目前人们对影响台风移动、强度和结构变化的物理过程和机制认识也还不全面,特别是对其中涉及到的大气-海洋-陆地间的复杂相互作用更是了解甚微,因此目前台风的业务预报仍然存在巨大的挑战,尤其是对弱引导气流环境下和多台风作用相互作用所导致的异常路径、台风陆上路径、台风强度预报和精细化的风雨分布等预报仍然是目前世界性的公认的科学和业务难题。

  

台风命名由来

  

  颜昕:有网友问,“”“芭玛”、“韦恩”、“百合”……这些台风是谁命名的?为什么有的台风名字会重复出现?

  许映龙:人们对台风的命名始于20世纪初,据说,首次给台风命名的是20世纪早期的一个澳大利亚预报员,他把热带气旋取名为他不喜欢的政治人物,借此,气象员就可以公开地戏称它。在西北太平洋,正式以人名为台风命名始于1945年,开始时只用女人名,直到1997年11月25日至12月1日,在香港举行的世界气象组织(WMO)台风委员会第30次会议决定,西北太平洋和南海的热带气旋采用具有亚洲风格的名字命名,并决定从2000年1月1日起开始使用新的命名方法。新的命名方法是事先制定的一个命名表,然后按顺序年复一年地循环重复使用。命名表共有140个名字,分别由WMO所属的亚太地区的柬埔寨、中国、朝鲜、 香港、日本、老挝、澳门、马来西亚、密克罗尼西亚、菲律宾、韩国、泰国、美国以及越南等14个成员国和地区提供.每个国家或地区提供10个名字。这140个名字分成10组,每组的14个名字,按每个成员国英文名称的字母顺序依次排列,按顺序循环使用,即西北太平洋和南海热带气旋命名表。同时,保留原有热带气旋的编号。

  一般情况下,事先制定的命名表按顺序年复一年地循环重复使用,但遇到特殊情况,命名表也会做一些调整,如当某个台风造成了特别重大的灾害,成为公众知名的台风后,为了防止它与其它的台风同名,台风委员会成员可申请将其使用的名称从命名表中删去。

  

  

台风带来的不利影响

  

  

  台风也是宝贵的潜在资源 具有重大社会经济意义

   

  颜昕:任何事物都是一把双刃剑,台风带来的降水对农业、水库蓄水等也有有利的一面,应该如何科学的认识台风?

  许映龙:我们知道台风的灾害主要是由伴随的狂风和暴雨等引发的。然而,台风的风场具有显著的径向分布特征:台风云墙附近的风速最大,云墙以外风速随着与台风中心径向距离的增大而单调递减、风害也随之减小。此外,台风登陆,陆地下垫面会迅速削弱其风速,因此风害也被减轻,甚至不再成害而可以被用于风力发电。另一方面,台风降水可以增加土壤湿度(从而缓解旱情)、补充地下水(从而减缓地面沉降)和江河湖泊及水库的蓄水量,即使形成了洪水,也是可供调度、济旱的水资源。当前,国内外洪水资源化利用、风力发电等新兴可持续能源利用产业正方兴未艾地发展。由此可见,伴随台风的大风和充足的雨水也不乏益处,在气候变化的背景下,“风调雨顺”的降水资源将可能减少,而台风暴雨性降水及丰富的风能资源量所占比重将增大。因而,台风也是一种宝贵、而且日渐重要的、具有重大社会经济意义的可能被利用的潜在资源。

  第一,台风这一热带系统为人类带来了丰沛的淡水。在南亚和东南亚地区台风带来的降水占当地全年雨量的大部分甚至全部,在美国东海岸约占1/3,台风带来的丰沛降水对改善这些地区的淡水供应和生态环境都有十分重要的意义。在我国华南夏秋季,台风也是主要降水来源,浙、闽、两广地区7、8月份的降水量约有50-70%来自台风降雨。登陆我国的台风大多发生在盛夏季节(7-9月),而盛夏正是我国南方旱情如火的伏旱季节,因此台风降雨在可能对我国沿海地区造成危害的同时,也能及时缓解、甚至解除几十万至上百万平方公里广大地区的旱情。如2004年登陆浙江的台风“云娜”,在造成浙江省201亿多元人民币直接经济损失的同时,也缓解了江南大部的旱情,其中江西、安徽、江苏、湖北等省并未出现灾情。类似的例子每年都有发生。可见,台风降雨实际上是我国南方大陆盛夏翘首以待的水资源,是久旱少雨时解除旱情的主要因素,也为水稻生长、水利灌溉等提供了有利条件。

  第二,缓解酷暑和电力需求。台风带来的充沛降水在缓解伏旱的同时,也能缓解了当地的高温酷暑之苦。例如2003年7月正是台风“伊布都”结束了江南大部分地区持续40摄氏度左右的高温天气。再如2004年江南的持续高温也正是由台风“云娜”终结的。台风一方面通过缓解高温酷暑,节约了因防暑降温支出的生活用水和用电量,从而缓解了能源(电力)的紧张程度。如2004年盛夏江南大部的电力紧张即是由台风“云娜”缓解的。另一方面,进入江河和水库的台风降雨还可能直接用于水力发电,从而缓解电力供应的紧张程度。据报道,1995年夏,广东省水利厅根据准确天气预报,下令在9505号台风来袭之前,全省大、中型水库放水发电,过后让台风雨再把水库灌满。结果这个9505号台风果然为广东省多发电800万度。因此台风又成了盛夏宝贵的水电资源。

  不仅如此,登陆后减弱的台风大风还是潜在的风电资源。研究表明,我国沿海及其岛屿地区每当台风登陆后即可出现1次大风过程,其影响半径达400-500公里,而且只要不是在台风正面登陆的地区,风速一般小于26米/秒,在风力发电机切出风速范围之内,因此是一次满发电的好机会。

  第三,台风还能增加捕鱼产量。台风过后海表温度明显下降,其原因是台风中心的低气压、近海面的巨大风力和强烈的气流旋转及辐合等作用,迫使海浪剧烈运动、海水上翻。而伴随海水上翻的是大量海洋深层的浮游生物,为鱼群提供了大量的饵料,有利于其生长和增加渔产。如2004年浙江省遭遇的多次台风,它们在给人民财产造成损失的同时,也增加了浙江省海洋渔业的产量。此外,台风对保存渔业资源也十分有益,台风影响期间,原来在浅海进行张网作业的渔民担心鱼网被台风刮破而停止作业。同时,台风逼近时鱼类为免受海浪翻滚的威胁,会成群结队地从浅海区游向相对平静的深海区,使大量鱼群得以生存。因此,台风还是增加渔获量的宝贵海洋资源。

  第四,台风对于调节气候和淡化海水更是功不可没。台风发展和维持的主要能量来源是水汽凝结释放出的潜热能,其水汽主要来自低纬度的热带洋面。随着台风从热带向中高纬度地区的移行,由其携带的大量热量和水汽即从热带输送至中高纬度地区。因此,台风与海洋中的温盐环流等一样,起着使全球各地的冷热保持相对均衡的调节作用。低纬度地区气候炎热,若没有台风部份地驱散这些热量,热带会更热、寒带会更冷、温带也会从地球上消失。特别是在全球气候变暖、温盐环流将减弱甚至中断的背景下,台风的这种从热带向中高纬度地区高效率地输送热量和水汽的贡献可能显得更为重要。此外,台风的水汽源自热带洋面的海水(咸水),而降落的台风雨则是淡水,因此台风还是天然的海水淡化“机器”。研究表明,一个普通强度的台风登陆时即可带来约30亿吨的淡水(降雨)资源,台风在整个生命期能淡化的水资源由此可见一斑。

 

  (责任编辑:颜昕)