导语:台风眼是什么气流?台风眼,即台风中心附近的一个相对平静的圆形区域,它是由于台风内各种气流相互作用、相互抵消而形成的,在这个区域内,风速显著降低,通常天气较为稳定,云量也较少,台风眼的气流主要由两部分构成:一部分是围绕台风眼旋转的外围气流,即我们常说的风眼墙,这部分气流携带大量水汽和能量,是台风的主要特征;另一部分是台风眼内部的下沉气流,这部分气流从高空下沉到低空,有助于维持台风眼的稳定,下面就去看看台风眼里面是什么样子吧!
台风眼是什么气
台风眼是台风最显著的特征之一,也是热带气旋和温带气旋明显的区别之一。在眼区中心,气压最低,从卫星照片上可以看到,台风眼表现为密蔽云区中心附近的一个小黑点,表明这里是无云或少云区。在高空飞机拍摄的台风眼照片上,眼的结构较清楚一些。
圆形的眼内基本上是碧空区,周围为大范围云区所包围。雷达回波照片的眼区更是明显,中心是晴空区,周围由一环状回波包围,这是台风眼之外的云墙。在实际预报工作中,由不同方法确定的台风眼的位置常会有一些差别,尤其是在风暴发展的初期。例如,由雷达定的台风眼与由天气图上气压中心定的台风眼有一定差别,卫星定的台风眼与雷达的台风眼也有差别。这种差别虽然并不大,但有时会对台风定位及预报(如路径预报)带来一些影响。用飞机测定的眼区一般说来比较准确,误差仅为10—20公里,有时还要小,只几公里。在没有飞机直接探测的地区(如印度洋、南太平洋),在海洋上卫星定位起着重要作用。
到了近海,在陆地雷达视程范围以内,雷达定位就成为主要了。如果可能也参考风眼和气压眼的位置。台风登陆时或登陆后,由于陆地台站较稠密,则以气压眼或风眼为主。台风眼的外形与台风发展程度有关系。一般呈圆形,也有椭圆形或不规则形的。发展愈强的台风,眼的外形愈对称。在台风生成初期或减弱时,眼是不规则的,范围也较大。到了成熟阶段,台风眼一般位于台风环流或台风云型的中心,成为范围较小的圆形对称的晴空区。台风眼的平均直径为45公里左右。
最小的为10—20公里,大的可达100—150公里,因风暴而不同。即使同一风暴不同时刻眼的直径也不同。在大多数情况下,台风眼的大小有随台风的增强而逐渐缩小的趋势。但也有相反的情况12]。根据46次穿眼报告,Jordan发现眼的直径变化于13—140公里间,与中心气压没有清楚的关系。在大西洋上飓风眼的直径可能小一些,平均为23公里。有时观测到的小眼为6公里。较大的成熟飓风的眼为33—40公里,这与台风没有什么差别。
当台风登陆时,由于摩擦作用常常使眼的直径增大;另外,当台风移至中纬度西风带减弱或变性时,眼区的直径有时也增大。并且眼区沿移动方向伸长成椭圆形,长度可达115公里。总之眼区直径的大小一般与台风的发展强度和本身大小有密切的关系。对于弱的台风和发展初期的台风一般没有台风眼,或即使有,也很不典型和完整,常常没有云墙,只存在一片较弱的风区,或者仅仅是一些细螺旋云带形成的曲率中心,这种中心多位于风暴主要云区的边缘。以后随着风暴的发展眼区才逐渐明显起来,并移向环流或云型的中心。在大西洋上,中心气压低于995毫巴的飓风几乎总有台风眼存在,但不一定都由完整的环状云墙所包围。事实上,即使对于中心气压很低的台风,云墙也不是很完整的。
台风眼区的温度比周围暖得多,飞机观测和落仪测量证实了这一点。最近观测表明,最暖的温度位于眼壁内边缘附近。在地面或低层眼区内外的温度差并不大,但到高层差别就很明显。曲线A是周围未扰动热带大气湿绝热上升曲线,B是内雨区中(比周围气压低50毫巴)上升气块的温度变化曲线。眼中温度几乎在整个对流层都比热带平均大气高。在对流层中上层(400—200毫巴)平均高10°—14℃,并且比湿绝热上升的气块的温度也高。任何一个有关台风眼的理论都必须说明这种高温区的形成原因。此外还应说明眼区中湿度分布和角动量分布的特征。
Jordanl22根据台风中心气压数值把温度探测结果分成几组,在地面(或海面)温度差异很小,IV—VI略高一些。这说明只有在海温特别高时才能形成最强的热带气旋。向上温度差别增大,如果地面中心气压愈低,眼的温度愈高,这是符合流体静力学原理的。例如在700毫巴,I—VI组与热带大气的温度距平分别为4.8℃,6.8℃,7.9℃,10.3℃,11.0℃,14.2℃。强台风眼的温度比弱台风大3倍。1972年西太平洋台风眼700毫巴温度的统计,也表明台风愈强,增温愈显著。西太平洋台风眼温度比大西洋飓风要高一些但两地区台风眼区温度与热带平均大气的温度距平值则相差不多。
这表明台风眼温度变化的物理过程有相似性。Simpson(23)曾描述了Marge台风眼内温度的测量情况。他发现眼内温度比周围暖得多,在2.4公里处,温度约高8℃,在5.5公里,约高18℃以上,500毫巴面上测得的温度是16℃,这是该高度上观测到的最高温度。在眼区一般比较干燥,尤其是在中层。在低层相对湿度并不低。根据Marge台风的探空曲线可见在900毫巴以下,地面气温为26℃,比湿为22克/仟克,云层只到达840亳巴,其上是较厚的等温层,湿度向上显著减少。但是Alice(981毫巴)台风的探测湿层比较高,在500毫巴以下都接近饱和。
所以台风眼内湿度的垂直分布不完全相同。还给出同纬度大西洋Arlene飓风的探空曲线以作比较,可以看到台风眼和飓风眼温湿分布是有差别的。Arlene的眼中是比较干燥的,并且对流层下部温度比Alice高,中上部较冷,对流层顶较低,平流层温度较高。很早以来,人们认为台风眼内的干暖空气是由下沉气流造成的。当空气从高空下沉到低层时,由于压缩而增暖。象Marge这样的强台风的暖心需要从200毫巴附近进行干绝热下沉。如果增温率略低一些(