臺風的空心現(xiàn)象 臺風的空間分布特點

導語：臺風作為一種強烈的氣象現(xiàn)象,，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜多變,，空心現(xiàn)象便是其中一項引人關注的特點,，空心現(xiàn)象,，顧名思義,，指的是臺風中心區(qū)域風力較弱,，甚至有時接近無風的特殊狀態(tài),，這一現(xiàn)象的形成與臺風內(nèi)部的能量分布和氣流運動密切相關,，下面就去看看臺風的空間分布特點吧,！

臺風的空心現(xiàn)象

臺風

定義

臺風的空心現(xiàn)象是指臺風近中心風雨小,，甚至是風平浪靜，可見晴天,，而在臺風外圍相距100～200km以外,，風大雨狂的一種奇怪現(xiàn)象。這是臺風結(jié)構(gòu)中的一個特殊的值得深入研究的一個課題,，通常簡稱為空心臺風(TyphoonofHollowCenter),。空心臺風主要出現(xiàn)在我國近海域,，大約在130°E以西的我國東海,、臺灣省周圍及南海等海域上。

成因

形成空心現(xiàn)象的原因,，大體上可分為四類：一是臺風中心登陸我國臺灣省后,，由于受到地形以及特定環(huán)境流場等不利因素的影響,，促使臺風中心強度迅速減弱而引起的。二是臺風中心外圍有多塊云團存在,，由于相距較遠(一般相距≥300km),互相不能旋扭在一起,，致使臺風中心位于晴空區(qū)的結(jié)果。三是由于弱冷空氣侵襲到熱帶低壓外圍,，造成在臺風發(fā)展的初期,，出現(xiàn)了外圍風力大，近中心風力小的現(xiàn)象,。四是由于干舌卷入臺風中心,，促使臺風中心減弱填塞而出現(xiàn)“空心”現(xiàn)象。

其原因是由于臺風中心登陸后,，由于受到臺灣省中央山脈的影響,，在地形摩擦以及有利于臺風發(fā)展和維持的臺風后部的切向風正值分量(南風)顯著減小和對流層上部高空輻散流場消失等因素作用下，臺風中心迅速減弱填塞,，中心附近氣壓升高,，出現(xiàn)3小時變壓為正值。這時在臺風中心移向的前方,，仍存在3小時變壓為負值,，于是造成臺風中心附近的3小時變壓梯度方向與臺風外圍的3小時變壓梯度方向恰好相反。

28日17時氣壓梯度①為3.4hPa·緯度-1.29日17時氣壓梯度為3.5hPa·緯度,，兩者數(shù)值相近,，但風力差異甚大,前者崇武、平潭風力達7級,，后者崇武,、平潭風力只4～5級，相差達2～3級之多,。其原因,，可能就是與3小時氣壓梯度方向有關，前者福州—崇武3小時變壓差為0.5hPa,后者為一3.9hPa,3小時變壓梯度方向恰好相反,。

正是由于變壓風的作用,，致使中心風力小，外圍風力大,，于是形成了“空心”現(xiàn)象,。在臺灣省登陸后，再次在福建登陸的臺風,，經(jīng)?？梢姷竭@種現(xiàn)象，例如6205(Kate)臺風(7月23日在福鼎登陸)、7115(Nadine)臺風(7月26日在晉江登陸),、7704(Thelma)臺風(7月25日在福清登陸),、9714(Amber)臺風(8月29日16～17時在福清登陸)等等都有這種“空心”現(xiàn)象。尤其是7704臺風,，7月25日19～20時在福清登陸時,，幾乎是靜風,、當?shù)厝藥缀醺惺懿坏脚_風登陸的影響,，但在其北側(cè)的閩東北沿海風力仍然很猛，空心現(xiàn)象十分突出,。

可見,，臺風中心登陸后到進入海峽時，中心附近的風速都很小,，只有5m·s-1(10kts·h-1)左右,，而外圍東西兩側(cè)風速都很大，達30～45m·s-1(60～90kts·h- )①,?？招默F(xiàn)象十分突出，并經(jīng)常持續(xù)到再次登陸福建時,。這類臺風,，福建沿海最強的風力通常都出現(xiàn)在臺風登陸前幾個小時內(nèi)，登陸后風力即趨減弱,，以后維持到登陸不再加強,，其風力大小視臺風登陸前的強度按減弱2個量級估計其風力大小。其量級劃分,，據(jù)統(tǒng)計結(jié)果,，分為熱帶風暴、強熱帶風暴,、臺風,、強臺風(中心氣壓≤950hPa～921hPa)、特強臺風(中心氣壓≤920hPa)5級,。第二種類型,，臺風中心從臺灣省南端通過，然后繼續(xù)向西北移,，如8015(Percy)臺風,。

臺灣省學者王時鼎(ShihTingWang),詳細研究三種不同路徑類型臺風登陸后風速分布特征：第一種類型是臺風中心直接朝中央山脈向偏西移動。圖5-65是5904(Joan)臺風路徑,，是這種類型的一個例子,。臺風中心在臺灣省中部登陸后，穿過中央山脈，左折西移,，進入臺灣海峽,。然后再右折，朝西北移登陸福建,。這類臺風,，登陸南端后，在島上形成短暫的空心現(xiàn)象,進入臺灣海峽南部時,，近中心風力再度加強,這類臺風再次在福建省登陸時,，近中心風力很強，空心現(xiàn)象消失,，這是必須特別注意的,。

第三種類型臺風中心朝NNW方向移動，斜穿中央山脈,，這類臺風登陸后,，由于斜穿中央山脈，因而地形摩擦引起的減弱作用最突出,，空心現(xiàn)象也最突出,，臺風后部的偏南風常比其前部的東—東北風要大，臺風中心登陸前,，強風主要在中心附近,，同時在主中心西北側(cè)，形成副中心,，并逐漸取代主中心,，空心現(xiàn)象十分突出，可見,，螺旋云帶比較明顯,，在螺旋云帶之內(nèi)，有A,、B,、C三個大小不同的云團。A,、B較大,，C較小，但從結(jié)構(gòu)上分析,，C較結(jié)實,，并略呈螺旋結(jié)構(gòu)，A,、B較松散,，當時強熱帶風暴中心,。據(jù)28日07時41分飛機探測位置位于17.5°N、124.7°E,中心氣壓990hPa,風速25m·s-1,。臺風定位在17.8°N,、126.0°E,氣壓990hPa,風速20m·s1,前者把位置定在A云團內(nèi)，與整個外圍大螺旋云帶不相稱,，也與其后的實測位置(28日13時40分飛機探測位置在18.0°E,、124.6°E,中心氣壓986hPa,風速25m·s-1)不一致。

因此28日08時臺風定位是較合適的,，它和飛機探測位置偏東1.3°經(jīng)距,，偏北0.3°緯距。若此,，它位于A云團的邊緣,，似乎處在3個云團之間的晴空區(qū)內(nèi),，因此飛機探測沒有云和雨的記載,。28日08時在C云團的東北側(cè)從850hPa～500hPa都有很強的ESE風，因而C云團以時速高達67km的速度向WNW方向移動,。28日20時C云團移到臺灣省境內(nèi),，850hPa有一個氣旋性環(huán)流相配合,臺北850hPa風速高達30m·s1,的減壓。福建沿海從8月28日20時起出現(xiàn)7～8級陣風9級的東北大風,，以后C云團在高空偏東氣流引導下向西移動,，強度減弱。B云團與A云團同時西移,，但B比A慢,，因而兩者之間的晴空區(qū)擴大了。

臺風

29日14時,，B云團分裂一部分以每小時60km的速度向NW方向移動,，30日02時移到臺灣省。29日20時由于受到B云團影響,，福建沿海再次出現(xiàn)減壓,、風力再度加強。以后B云團繼續(xù)西移,，速度減慢,，強度加強，31日02時發(fā)展成為有螺旋形狀的云團,。據(jù)增強顯示云圖辨別,，其冷云溫度低達一80℃以下，可見其對流發(fā)展之強,。A云團是這次臺風過程中的一個主要云團,，強度很強,，冷云溫度大約低于一80℃以下，并很有規(guī)律地向西移,。由此推測,，在這次強熱帶風暴①過程中，其北側(cè)先后有C,、B云團沿熱帶氣旋外圍的氣流軌跡移動,，引起云團與其北側(cè)晴空區(qū)之間對流—輻射加熱的差異，造成云團內(nèi)部的減壓,，致使風暴北側(cè)形成比其中心附近更大的氣壓梯度,，因而外圍風速反而比近中心的風速大。

在風暴中心南側(cè)的A云團,，據(jù)冷云溫度分析,，其高度可達16km以上，同樣原理,，由于對流—輻射加熱的差異,，引起云團內(nèi)部減壓，加大了風暴中心南側(cè)外圍的氣壓梯度,，使其出現(xiàn)比風暴附近更大的風速,，于是形成空心現(xiàn)象。這次強熱帶風暴中心于1984年8月31日04時,，在廣東省惠來—汕頭之間沿海登陸,，1984年8月30日18時至31日05時東山、詔安,、汕頭,、惠來4站風力實況，由表可見,，位于強熱帶風暴登陸點的汕頭和惠來風力很小,，惠來在強熱帶風暴登陸前后幾乎是靜風。

而在強熱帶風暴中心東側(cè),、東北側(cè)的東山和詔安風力很強,，其中詔安平均風力10級，陣風12級,，東山平均風力9級,，陣風11級。這是因為其東北側(cè),、東側(cè)的氣壓差比其西北側(cè)和西側(cè)的氣壓差大得多的結(jié)果,。例如30日20時，漳州—東山的氣壓差為8.1hPa·緯距- ,而海豐一惠來的氣壓差只有0.6hPa·緯距- ,。因而在風力上形成明顯的空心現(xiàn)象,。雨量分布也反映了中心附近雨小,，外圍雨大的特點，圖5-85為1984年8月30日08時至31日08雨量圖,，主要降水在福建省南部漳州市所屬的縣市,，最大達142mm(南靖縣)。而在強熱帶風暴中心登陸點附近的汕頭只有31mm,。

因此,，從雨量分析也具有明顯空心現(xiàn)象。9216(Percy)臺風也是一個典型的空心臺風,。其原因也是由于在螺旋云帶內(nèi)的幾塊云團始終不能扭合在一起,。而在其外圍風雨都很大，在這個臺風過程中,，整個華東沿海北從山東,，南至閩北沿海都出現(xiàn)很強的大風。同時又逢天文大潮與臺風耦合在一起,，形成華東沿海出現(xiàn)超歷史的風暴潮,。在臺風登陸之前福建沿海各地市出現(xiàn)大暴雨，8月31日6時,，臺風中心在福建長樂登陸,，則雨過天晴，風平浪靜,。可見,，在8月25日20時的IR云圖上,，當時在10.2°N、150.8°E有一個9215(Omar)臺風前期的熱帶低壓正在發(fā)展,，在10°N～20°N,、125°E~140°E之間，有幾個對流發(fā)展比較旺盛的,，然而是分散的云團,。在東部云團的東北，可見螺旋云帶結(jié)構(gòu),。在8月25日20時500hPa高空圖上,，592的副熱帶高壓位于日本以東洋面上，呈帶狀分布,，588西脊點西伸到105°E,如圖5-89所示,。

兩個深對流發(fā)展較旺盛的區(qū)域，在200hPa高壓范圍內(nèi),。1992年8月25日08時850hPa形勢,，可見一個很強的ITCZ系統(tǒng)位于18°N～19°N之間,，其南側(cè)的西南風和北側(cè)的東南風都比較大。在10°N~20°N,125°E～140°E之間是相對氣旋性渦度較大的洋面,。綜合以上分析可見,，在上游效應，在低空氣旋性渦度和高層輻散,，ITCZ北側(cè)500hPa東風氣流較強等有利熱帶氣旋發(fā)展條件的共同作用下,，8月26日08時在18°N、138°E附近洋面上開始形成熱帶低壓,。26日20時東側(cè)云團已形成較強的螺旋雨帶,，成半月形，西側(cè)的云團向東移,，仍分為3個主要云團,。

8月27日20時，由云圖可見位于緊靠副熱帶高壓西南側(cè)的螺旋云帶,，在高空強的東南氣流的推動下,，快速西移，并互相旋轉(zhuǎn),，于是形成了南北相對應的兩條螺旋云帶,，其東側(cè)的云團有較大發(fā)展。但從云圖上,，可以看出3塊云團(帶)仍然分散在同一個大的螺旋云帶組成的環(huán)流中,。這時，由于各種有利于發(fā)展的條件的作用,，地面氣壓繼續(xù)下降,，8月27日20時，位于臺灣東部約22.0°N,、125.5°E附近海面的熱帶氣旋,，其中心氣壓已降至990hPa,外圍已出現(xiàn)8級以上大風，已達熱帶風暴以上標準,，于是開始編為9216臺風(《臺風年鑒》資料在事后整編時,，將達到熱帶風暴的時間提前到27日02時)。

臺風

其實27日08時從地面到850,、700,、500hPa三層高空的氣旋環(huán)流都十分完整，外圍風速也很大,，尤其是850hPa,東北側(cè)的ESE風速高達26m·s-1,同時其東南側(cè)的9215強熱帶風暴進一步發(fā)展加強,，上游效應作用相應加大。8月28日20時,，9216強熱帶風暴氣壓進一步下降,，達985hPa,中心在23.0°N,、124.0°E,其外圍1000hPa閉合的等壓線直徑達18經(jīng)距，可見其范圍之廣,。同時在500hPa由584線組成的一個閉合低壓幾乎是整個ITCZ系統(tǒng)的反映,。范圍十分廣闊，西自95°E,東至150°E,但外圍的螺旋云帶由于受臺灣地形影響,，北側(cè)部分已減弱,，南側(cè)和東南側(cè)繼續(xù)維持，強度也有點減弱,。

這時在南海海域里,，在西南季風的作用下，有云系在發(fā)展,，29日14時發(fā)展很強,，并向東北方向移動，30日02時移到120°E以東,，30日08時來自南海的一個大云團迅速向東北旋轉(zhuǎn)移到宮古島東南,。這時從南海又有一個云團進入巴士海峽，于是又形成了3個云團大小相當,，互相間距為300km的鼎立狀態(tài),，9216臺風仍然是空心現(xiàn)象，而氣壓繼續(xù)下降,，中心最低氣壓達975hPa,。外圍1000hPa的閉合等壓線范圍又進一步擴大到20個經(jīng)距，850,、700,、500hPa三層等壓面高度的最低值分別為121、288,、564位勢什米，且范圍都很廣,，尤其是850hPa圖上,，144位勢什米的閉合范圍西南自102°E起向東北到130°E,長達近30個經(jīng)距，30日14時3個云團繼續(xù)成氣旋性旋轉(zhuǎn),，原位于宮古島東南側(cè)的云團已移到東海,。

30日20時該云團襲擊閩北—浙南一帶形成大暴雨。以后又沿臺風外圍的東北氣流向西南移襲擊福州,、莆田,、泉州等市，31日08時在泉州市沿海減弱,。由以上分析可見,，這次臺風無論從中心氣壓或者是外圍的最大風速和高空各層環(huán)流范圍的大小來看,，都應該說是一個比較強，比較大,，比較像樣的臺風,。然而，由于組成臺風的幾個云團不斷在進行舊消新長的替代過程,，且始終沒能扭合在一起,，因而其中心始終沒有眼區(qū)，沒有眼壁生成,，于是在臺風中心附近形成了風雨均比外圍小的空心現(xiàn)象,。

這是個比較典型的空心臺風，也是臺風形成和臺風結(jié)構(gòu)中一個比較特殊的例子,。形成臺風中心氣壓不斷下降的原因,，可能是外圍多個云團減壓共同疊加的結(jié)果，它似乎和等邊三角形組成的重心有點類似,，同時,，高空各層大范圍的氣旋環(huán)流提供的正渦度也具有重要貢獻?？梢?，在臺風中心的外圍有三個最大風速中心，分別位于臺風中心的NNW,、SSE,、ESE三個方位上，距臺風中心的距離分別為450,、300,、500km,最大平均風速都超過20m·s- ,以NNW方位為最大，達26m·s- ,瞬間最大風速達39m·s1,。

然而在臺風中心附近,，風速很小，最小值只1m·s-1,幾乎是靜風,。這種風場結(jié)構(gòu)特征,，與29日14時衛(wèi)星云圖的特征是完全一致的。由云圖可見,，臺風中心就在臺灣島以東的睛空區(qū)附近,，幾個風速最大中心幾乎與外圍的幾個云團相對應。從氣壓場的特征也可看出,，中心附近的氣壓梯度,，比外圍的氣壓梯度要小，可見，這是一個十分典型的空心臺風,。

臺風的空間分布特點

臺風的空間分布特點主要表現(xiàn)在其發(fā)生頻率和影響區(qū)域的特定性,。

發(fā)生頻率：臺風主要發(fā)生在夏秋季節(jié)，尤其是沿海地區(qū),。這是因為夏秋季節(jié),，海洋溫度較高，有利于臺風的形成和發(fā)展,。此外,，沿海地區(qū)因其地理位置，更容易受到臺風的影響,。

影響區(qū)域：臺風的形成具有一定條件,，通常發(fā)生在南、北緯度5-25度左右的熱帶洋面上,。北半球的臺風主要發(fā)生在7至10月,，而其他季節(jié)的發(fā)生頻率明顯減少。臺風的移動路徑受到多種因素的影響,，包括副熱帶高壓和長波槽等大尺度天氣系統(tǒng)的引導,，導致其路徑平滑、穩(wěn)定,，但也有少數(shù)臺風路徑曲折多變,。

臺風的結(jié)構(gòu)和風場分布也是其空間分布特點的重要組成部分。臺風水平風場表現(xiàn)為一近似圓形的渦旋,，氣流圍繞中心作氣旋式(反時針方向)旋轉(zhuǎn),。在臺風的不同區(qū)域，風速和天氣條件差異顯著,。外圈風速向中心急增,，中圈是對流和風雨最強烈的區(qū)域，破壞力最大,，而內(nèi)圈則風速迅速減小或靜風,。臺風眼區(qū)風力很小，天氣晴朗,，被稱為臺風的“世外桃源”,。眼壁周圍是云墻區(qū)，云墻高聳,，狂風呼嘯，大雨如注,，是天氣最惡劣的區(qū)域,。螺旋雨帶區(qū)則是云墻外的螺旋狀雨帶，雨帶寬幾十千米到幾百千米,，長幾千千米,，雨帶所經(jīng)之處會降陣雨,，出現(xiàn)大風天氣。

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