臺風(fēng)流出層在哪里 臺風(fēng)內(nèi)部氣流形成是怎樣的

導(dǎo)語：臺風(fēng)流出層在哪里,？臺風(fēng)流出層,，作為臺風(fēng)結(jié)構(gòu)中的一個重要組成部分，通常位于臺風(fēng)云墻或眼壁之外的區(qū)域,，這一層是臺風(fēng)向外釋放能量的關(guān)鍵地帶，其中的氣流呈輻散狀,，將臺風(fēng)內(nèi)部的暖濕空氣和能量輸送到外圍,，具體來說，臺風(fēng)流出層位于臺風(fēng)的頂部,，是臺風(fēng)與外部大氣相互作用的界面,，在這里，高速的氣流將臺風(fēng)內(nèi)部的暖濕空氣和能量帶向高空，并向外擴(kuò)散,，下面就一起去看看臺風(fēng)內(nèi)部氣流形成是怎樣的吧,！

臺風(fēng)流出層在哪里

臺風(fēng)

從7—8公里高度向上到臺風(fēng)頂部是流出層。在這一層,，從中低空上升的空氣沿徑向方向向外流出,。對于成熟的臺風(fēng)，大量的流出發(fā)生在12公里高度附近,。以前對于臺風(fēng)流出層風(fēng)場的分析是根據(jù)許多風(fēng)暴區(qū)內(nèi)的平均無線電探空資料得到,，但對于個別臺風(fēng)的流出層的詳細(xì)結(jié)構(gòu)卻不容易觀測到。

有了氣象衛(wèi)星資料以后,，通過追蹤高云的運動可以推知高空的氣流,，這大大有助于分析臺風(fēng)上層300—400公里區(qū)域內(nèi)的風(fēng)場。由大西洋Donna颶風(fēng)1960年9月10日流出層(12公里)氣流的分布情況可見,在流出層,，颶風(fēng)中心附近仍存在有一小范圍的氣旋性環(huán)流,。中心區(qū)之外，氣流比較弱,，并且逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉礆庑?。在臺風(fēng)中心以南還可以看到有一顯著的反氣旋渦旋存在。

流區(qū)可伸展到整個對流層,，甚至到平流層下部,。一般說來，在強的臺風(fēng)中,，氣旋性環(huán)流區(qū)伸展的高度比弱臺風(fēng)要高,。在低壓區(qū)之外為高壓脊區(qū)，而高壓脊之外圍常常有風(fēng)速達(dá)30—40米/秒的急流存在,。由于在流出層的內(nèi)區(qū),，氣流是從低壓流向高壓，故動能轉(zhuǎn)化為位能,。在外面反氣旋區(qū),，它是制造動能的。臺風(fēng)流出層的氣流分布基本特征雖然為上面所述,，但各個臺風(fēng)常常有差別,。這與臺風(fēng)的強度、尺度以及環(huán)境流場等有關(guān)系,。有些臺風(fēng)常常在某一兩個象限(如東北象限)表現(xiàn)出有顯著的流出,，而在其它象限則不明顯。有些臺風(fēng)在高空槽作用下流出層會有明顯的變化,，表現(xiàn)在東半部有大量的流出,，而西半部流出則很弱。

有些臺風(fēng)中心在流出層高度上有大而強的氣旋性環(huán)流區(qū)，其中某些部分甚至可以出現(xiàn)氣旋性流入,，而另一些部位則出現(xiàn)大量的反氣旋流出(如1969年Camille颶風(fēng)),。另一些臺風(fēng)則表現(xiàn)為西半部有最顯著的流出。所以各個臺風(fēng)流出層的結(jié)構(gòu)是很復(fù)雜的,，必須依據(jù)具體情況作出分析,。在平均臺風(fēng)流出層的氣流分布中，也表現(xiàn)出很強的反氣旋流出,。由太平洋和大西洋上平均風(fēng)暴的流出層流型可以看到,，在兩地區(qū)風(fēng)暴前進(jìn)方向的右方都有強反氣旋流出。但兩者也有差別,。太平洋臺風(fēng)在中心附近有氣旋式運動,，并且在左后象限有相當(dāng)顯著的氣旋式流入;而大西洋上的颶風(fēng)不存在這種情況，只表現(xiàn)為比較簡單的反氣旋流出,。這種流場上的差別可能是由臺風(fēng)強度一般比颶風(fēng)要強造成,。

此外由圖還可以看到流出層的氣流分布是很不對稱的。實際上無論是平均臺風(fēng)或個別臺風(fēng)都表明：在風(fēng)暴中心的左半圓經(jīng)常是氣旋性的環(huán)流,，而在右邊是最強的反氣旋環(huán)流,。如果我們從總的氣流中減去風(fēng)暴的運動，就可得到相對于移動風(fēng)暴中心的氣流分布,。在這種流出層相對氣流分布中不對稱性看得更為明顯,。Black和Anthes5161曾研究過5個熱帶氣旋和平均風(fēng)暴流出層的不對稱結(jié)構(gòu)，結(jié)果揭示出5個風(fēng)暴中有3個在流出層的相對氣流分布中有兩個渦旋存在：氣旋性渦旋位于風(fēng)暴運動方向之左,，反氣旋渦旋位于風(fēng)暴運動方向之右。有的熱帶氣旋(如1969年Debbie颶風(fēng))流出層的氣流分布還要復(fù)雜,，除了上面一對渦旋之外,，在下游方向還有一對渦旋存在：一個氣旋性渦旋在西南方，一個反氣旋渦旋在東南方,。這些渦旋的尺度與臺風(fēng)尺度有關(guān),。流出區(qū)大的臺風(fēng)其所包括的渦旋尺度也大。

5個風(fēng)暴中另兩個雖然沒有閉合渦旋存在,，但在風(fēng)暴運動方向左側(cè)有氣旋性氣流區(qū),，右側(cè)有反氣旋氣流區(qū)。這種差別與風(fēng)暴的成熟程度有關(guān)系,。對于平均風(fēng)暴上面已經(jīng)指出,，這種不對稱性結(jié)構(gòu)仍是很明顯的：風(fēng)暴運動方向之右是反氣旋渦旋，之左是氣旋性渦旋,?？傊疅o論是個別或平均風(fēng)暴的流出層中都有一對氣旋性和反氣旋性渦旋存在。它們可能是由從輻散流場周圍流過的環(huán)境氣流組織而成。因而整個臺風(fēng)流出層的氣流實際上是這些渦旋環(huán)流和軸對稱基本環(huán)流疊加的結(jié)果,。這些水平渦旋對于產(chǎn)生和維持臺風(fēng)的渦度,、角動量平衡具有重要作用。

例如它們向內(nèi)輸送絕對渦度,，與平均氣流的向外輸送正好相反,。它們也向外輸送負(fù)相對角動量，其值與流出區(qū)邊緣平均輸送近于相等,。另外不對稱性對于風(fēng)暴的發(fā)展和加強也有重要作用,。在流出層附近，常常有大量卷云存在,。這種云是由到達(dá)對流層上部或?qū)α鲗禹數(shù)母叽蠓e雨云產(chǎn)生的,，并主要集中在眼壁和螺旋云帶上。卷云產(chǎn)生以后,，隨著流出氣流向外擴(kuò)散,，并逐漸連成一片，最后形成覆蓋于臺風(fēng)上空的大面積卷云層,，這也叫卷云罩,。從臺風(fēng)衛(wèi)星照片上高空卷云區(qū)看得十分清楚1.成熟臺風(fēng)上空經(jīng)常有這種卷云罩，其大小與臺風(fēng)強度有關(guān),，在風(fēng)暴增長階段卷云罩較小或不存在,，在消亡階段卷云罩變薄或消失。根據(jù)卷云罩面積的變化可以推論臺風(fēng)高層輻散量的大小,。

卷云區(qū)

設(shè)A為密蔽卷云da=平均散度,。如果卷云區(qū)的面積是擴(kuò)大的，這表示有輻散,，反之有輻合,。只要用求積儀量出卷云區(qū)的面積，就可以估計出高空流出層的輻散量了,。另一方面,，由于卷云罩的大小，組織情況,，邊界特征等與卷云高度的風(fēng)場緊密有關(guān),，所以根據(jù)卷云運動和分布可以推知高空流出層的分布和變化?？梢钥吹?，在中心北面、東面在280公里半徑內(nèi),，在西面和南面,，在180公里內(nèi)是氣旋性流出區(qū),。此半徑以外轉(zhuǎn)變?yōu)榉礆庑鞒觥２⑶以陲L(fēng)暴西南有一支東風(fēng)急流區(qū),。在風(fēng)暴東-東南有一條明顯的切變線,，它是颶風(fēng)流出氣流與更南面中尺度高壓環(huán)流的分界線，這里應(yīng)有強輻合和下沉運動,。由于用上述分析方法可以估計出資料稀少的海洋地區(qū)的流場,，目前已成為臺風(fēng)及其它熱帶環(huán)流系統(tǒng)分析的一種重要方法。

Cox等181曾利用這種方法分析過西太平洋雙子臺風(fēng)(北半球1967年27號臺風(fēng)和南半球Annie臺風(fēng))的發(fā)展情況,。卷云一般代表200毫巴的風(fēng)場,，但對于強臺風(fēng)可能更高一些，到100毫巴,。有些臺風(fēng)的分析得到卷云與150毫巴風(fēng)場較為一致,。根據(jù)高空飛機(jī)對Beulah颶風(fēng)卷云的直接觀測，得到外區(qū)卷云多處于147毫巴高度(14公里),向內(nèi)高度不斷增加,，在離中心18—27公里處達(dá)到105毫巴(16公里),。卷云區(qū)的邊界能反映出高空流出氣流的特征。衛(wèi)星觀測表明,，卷云罩的邊界有兩種：一種是整齊而截然分明的云區(qū)邊界,，即在卷云罩邊界的某一部分或整個周圍地區(qū)邊界確定、云區(qū)突然中斷,。另一種邊界模糊,，卷云量向外逐漸減少，云層變薄,，因而沒有確定的邊界,。Hubert[19]認(rèn)為整齊而截然分明的邊界與該區(qū)存在的下沉運動有關(guān)。

下沉運動使云蒸發(fā),，造成圍繞風(fēng)暴的無云環(huán),。但根據(jù)Merritt20的分析，邊界的特征主要由平流過程決定,，下沉運動并不是產(chǎn)生或維持卷云區(qū)光滑邊界的必要條件，它發(fā)生在切向風(fēng)速相對最大值區(qū),。模糊的邊界則與向外流出的徑向氣流有關(guān),，卷云減少的方向與風(fēng)向是一致的。Merritt曾提出卷云罩形成的物理過程：從眼壁附近產(chǎn)生的卷云隨著反氣旋氣流向外平流,，在某些徑向輻散氣流最強的地區(qū)(一般有10—15米/秒),卷云隨氣流向外擴(kuò)展,，可以短卷云線的形式擴(kuò)展到較遠(yuǎn)的距離，以后逐漸變薄消失,，形成模糊不定的邊界,。

但在另一些部分,，流場的匯合線與卷云和無云空氣平行流動(沿切線方向),在云區(qū)邊緣附近有相對切向風(fēng)速最大值，徑向輻散近于零,，在此處由平流產(chǎn)生的卷云向外輸送最小,，結(jié)果形成整齊而確定的邊界。這種邊界相對于中心是穩(wěn)定的,，即其它部分卷云區(qū)可以擴(kuò)大,，但此處由于平流作用很小，位置可維持不變,。由上述過程產(chǎn)生的卷云罩可以在12—18小時內(nèi)形成,。如果還假定在螺旋云帶中也有卷云產(chǎn)生，這個時間間隔尚可縮短,。

臺風(fēng)內(nèi)部氣流形成是怎樣的

基本條件：臺風(fēng)的形成需要足夠廣闊的熱帶洋面,，海水表面溫度需高于26.5℃，且60米深的海水溫度也需超過此值,。這樣的洋面為臺風(fēng)提供了必要的自然環(huán)境和能量來源,。

熱帶渦旋和地轉(zhuǎn)偏向力：在臺風(fēng)形成之前，必須有一個弱的熱帶渦旋存在,。地球的自轉(zhuǎn)產(chǎn)生地轉(zhuǎn)偏向力,，影響空氣流向，使得熱帶渦旋逆時針旋轉(zhuǎn)(在北半球),，這有助于臺風(fēng)的形成和發(fā)展,。

水汽和凝結(jié)潛熱：熱帶海面受太陽直射后，海水溫度升高,，蒸發(fā)產(chǎn)生充足的水汽,。這些水汽在上升過程中凝結(jié)，釋放大量潛熱,，進(jìn)一步促進(jìn)對流運動的發(fā)展,。

垂直氣流環(huán)流系統(tǒng)：在臺風(fēng)形成區(qū)域，上升氣流和下沉氣流形成垂直的氣流環(huán)流系統(tǒng),，有利于臺風(fēng)的生成,。

這些因素共同作用，導(dǎo)致空氣在臺風(fēng)內(nèi)部垂直上升和旋轉(zhuǎn),，形成特定的氣流模式和結(jié)構(gòu),，最終發(fā)展成為成熟的臺風(fēng)。

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