氣象定義
台風,是熱帶氣旋的一個類别。在氣象學上,按世界氣象組織定義:熱帶氣旋中心持續風速在12級至13級(即每秒32.7米至41.4米)稱為台風(typhoon)或飓風(hurricane)。台風通常在熱帶地區離赤道平均3-5個緯度外的海面(如南北太平洋,北大西洋,印度洋)上形成,其移動主要受大尺度天氣系統等影響,最終在海上消散、或者變性為溫帶氣旋、或在登陸陸地後消散。
台風與飓風二者沒有本質區别,隻是不同地域稱呼不同。台風名稱使用在指西北太平洋和南海的生成及活動的熱帶氣旋,而飓風名稱使用是指在中東太平洋和北大西洋上生成及活動熱帶氣旋。台風常帶來狂風、暴雨和風暴潮。
從等級劃分來看,風力在12級以上的台風分為三個等級,而飓風等級更多,上限也更高。一級飓風相當于台風或強台風,二級飓風相當于強台風,三級飓風相當于強台風或者超強台風,四級和五級飓風則相當于超強台風。
我國把南海與西北太平洋的熱帶氣旋按其底層中心附近最大平均風力大小劃分為6個等級,其中風力為12級或以上的,統稱為“台風”。台風按等級又可分為一般台風(最大風力12~13級)、強台風(最大風力14~15級)、超強台風(最大風力≥16級)。台風是一個深厚的低氣壓系統,它的中心氣壓很低,低層有顯著向中心輻合的氣流,頂部氣流主要向外輻散。台風的結構,從中心向外依次分為:台風眼區、雲牆區、螺旋雨帶區。
熱帶氣旋的移動主要受副熱帶高壓南側的偏東氣流引導,向偏西方向移動,這類熱帶氣旋常會在我國東南沿海至越南沿海登陸。有時副熱帶高壓位置偏東,當熱帶氣旋移動到副熱帶高壓西緣時,受那裡的偏南或西南氣流引導,熱帶氣旋會轉向偏北或東北方向移動,登陸我國魯遼沿海或朝鮮、日本,甚至在日本以東洋面上北上。
當熱帶氣旋登陸或北移到較高緯度的海域時,因失去了其賴以生存的高溫高濕條件,會很快消亡。大量的熱帶氣旋生成于赤道輻合帶中,赤道輻合帶的北側是強大的副熱帶高壓。
台風分類
過去我國習慣稱形成于26℃以上熱帶洋面上的熱帶氣旋(Tropical cyclones)為台風,按照其強度,分為六個等級:熱帶低壓、熱帶風暴、強熱帶風暴、台風、強台風和超強台風。
根據中國氣象局“關于實施熱帶氣旋等級國家标準”GBT19201-2006的通知,熱帶氣旋按中心附近地面最大風力劃分為六個等級:
熱帶低壓(Tropical depression),最大風力6~7級,(10.8~17.1米/秒);
熱帶風暴(Tropical storm),最大風力8~9級,(17.2~24.4米/秒);
強熱帶風暴(Severe tropical storm),最大風力10~11級,(24.5~32.6米/秒);
台風(Typhoon),最大風力12~13級,(32.7~41.4米/秒);
強台風(Severe typhoon),最大風力14~15級(41.5~50.9米/秒);
超強台風(Super Typhoon),最大風力≥16級(≥51.0米/秒)。
台風名由
名稱由來
《科技術語研究》2006年第8卷第2期刊登了王存忠《台風名詞探源及其命名原則》一文,文中論及“台風一詞的曆史沿革”。作者認為:在古代,人們把台風叫飓風,到了明末清初才開始使用“台風”這一名稱,作為寒潮大風或非台風性大風的統稱。
typhoon在英語中指發生在西太平洋或印度洋的熱帶暴風。若追溯其語源,也許很少有單詞能像typhoon一樣表明漢語、阿拉伯語、東印度語和希臘語的多國語言背景。希臘單詞typhoon既是風神的姓名又是意為“旋風,台風”的普通名詞,被借入到阿拉伯語(就像在中世紀時許多希臘語單詞進入阿拉伯語一樣,那時,阿拉伯人的學問保存了古典的風格,同時在把它傳向歐洲時又有所擴充)。Tufan,希臘語的阿拉伯語形式,傳入到了印度人使用的語言,11世紀時講阿拉伯語的穆斯林入侵者在印度定居下來。這樣,阿拉伯語單詞的衍生,從印度語言進入英語(最早記載于1588年),并以如touffon和tufan的形式出現于英語中,最先特指印度的猛烈風暴。在中國,給了熱帶風暴的另一個單詞-台風。漢語單詞的廣東語形式toi fung同我們的阿拉伯語借用詞相近,最早以tuffoon的形式于1699年載入英語,各種形式合并在一起最後變成了typhoon。
台風和飓風都是一種熱帶氣旋,隻是發生地點不同,叫法不同而已。在北太平洋西部、國際日期變更線以西,包括南中國海和東中國海稱作台風;而在大西洋或北太平洋東部的熱帶氣旋則稱飓風,也就是說在美國一帶稱飓風,在菲律賓、中國、日本一帶叫台風;如果在南半球,就叫作旋風。随着發生地點、時間和叫法不同。
在西北太平洋(日界線以西)包括南中國海範圍内發生的熱帶氣旋稱為“台風”;比如在東亞、東南亞一帶就稱為“台風”。
而在大西洋或北太平洋中部和東部的熱帶氣旋則稱“飓風”。也就是說,台風在歐洲、北美一帶稱“飓風”。
在孟加拉灣地區被稱作“氣旋性風暴”。
台風命名
人們對台風的命名始于20世紀初,據說,首次給台風命名的是20世紀早期的一個澳大利亞預報員,他把熱帶氣旋取名為他不喜歡的政治人物,借此,氣象員就可以公開地戲稱它。
在西北太平洋,正式以人名為台風命名始于1945年,開始時隻用女人名,以後據說因受到女權主義者的反對,從1979年開始,用一個男人名和一個女人名交替使用。
直到1997年11月25日至12月1日,在中國香港舉行的世界氣象組織(簡稱WMO)台風委員會第30次會議決定,西北太平洋和南海的熱帶氣旋采用具有亞洲風格的名字命名,并決定從2000年1月1日起開始使用新的命名方法。
新的命名方法是事先制定的一個命名表,然後按順序年複一年地循環重複使用。命名表共有140個名字,分别由世界氣象組織所屬的亞太地區的柬埔寨、中國、朝鮮、中國香港、日本、老撾、中國澳門、馬來西亞、密克羅尼西亞、菲律賓、韓國、泰國、美國以及越南等14個成員國和地區提供,每個國家或地區提供10個名字。這140個名字分成10組,每組的14個名字,按每個成員國英文名稱的字母順序依次排列,按順序循環使用,即西北太平洋和南海熱帶氣旋命名表,同時,保留原有熱帶氣旋的編号。特點是:每個名字不超過9個字母;容易發音;在各成員語言中沒有不好的意義;不會給各成員帶來任何困難;不是商業機構的名字;選取的名字應得到全體成員的認可,如有任何一成員反對,這個名稱就不能用作台風命名。
台風在危害人類的同時,也在保護人類。台風給人類送來了淡水資源,大大緩解了全球水荒。一次直徑不算太大的台風,登陸時可帶來30億噸降水。另外,台風還使世界各地冷熱保持相對均衡。赤道地區氣候炎熱,若不是台風驅散這些熱量,熱帶會更熱,寒帶會更冷,溫帶也會從地球上消失。一句話,台風太大太多不行,沒有也不行。
浏覽台風命名表,已很少用人名,大多使用了動物、植物、食品等的名字,還有一些名字是某些形容詞或美麗的傳說,如玉兔、悟空等。“杜鵑”這個名字是中國提供的。就是我們熟悉的杜鵑花;“科羅旺”是柬埔寨提供的,是一種樹的名字:“莫拉克”是泰國提供的,意為綠寶石:“伊布都”是菲律賓提供的名字,意為煙囪或将雨水從屋頂排至水溝的水管。
根據規定,一個熱帶氣旋在其整個生命過程中無論加強或減弱,始終保持名字不變。如0704号熱帶風暴、強熱帶風暴和台風,其英文名均為“Man-Yi”,中文名為“萬宜”。為避免一名多譯造成的不必要的混亂,中國中央氣象台和中國香港天文台、中國澳門地球物理暨氣象台經過協商,已确定了一套統一的中文譯名。這些名字大都出自提供國和地區家喻戶曉的傳奇故事等。中國提供的名字是:“龍王”(已除名)、“玉兔(已除名)”、“銀杏”、“風神”、“杜鵑”、“海馬”(已除名)、“悟空”、“海燕”(已除名)、“海神”、“電母”和“海棠”“白鹿”“木蘭”“海葵”。
一般情況下,事先制定的命名表按順序年複一年地循環重複使用,但遇到特殊情況,命名表也會做一些調整,如當某個台風造成了特别重大的災害或人員傷亡而聲名狼藉,成為公衆知名的台風後,為了防止它與其它的台風同名,台風委員會成員可申請将其使用的名稱從命名表中删去,也就是将這個名稱永遠命名給這次熱帶氣旋,其他熱帶氣旋不再使用這一名稱。
以上是熱帶氣旋名字被除去的主要原因。除名還有其他的原因例如:2004年08号台風“婷婷”因香港認為“名稱沒有地方代表性”被除名;2013年01号台風“清松”因馬來西亞認為“英文發音導緻馬來西亞沿海居民恐慌”被除名;2001年26号台風“畫眉”是最靠近赤道的台風被除名;2015年在泰國曼谷舉行的第47屆台風委員會上,因西北太平洋的台風名字“韋森特”與東北太平洋的飓風名字重名而被更換為“蘭恩”。當某個熱帶氣旋的名稱被從命名表中刷除後,台風委員會将根據相關成員的提議,對熱帶氣旋名稱進行增補。為此,我國氣象局曾在全國範圍内發起征集台風名字的活動。
而被除名的熱帶氣旋也有替補的名字,如2002年的查特安更名為麥德姆;鹿莎更換為鹦鹉,鳳仙更換為紅霞。2003年的伊布都更換為莫拉菲,鳴蟬更換為彩虹。2004年的蘇特更換為銀河等。
從2000年1月1日起,中國中央氣象台發布熱帶氣旋警報時,除使用熱帶氣旋編号外,還使用熱帶氣旋名字。此前,我國一直采用熱帶氣旋編号辦法。
形成原因
台風的形成需要以下幾個方面的條件:海面水溫在26.5℃以上;一定的正渦度初始擾動;環境風在垂直方向上的切變小;低壓或雲團擾動至少離赤道幾個緯度。由于如今人們對台風形成的認識并不充分,因此,以上所列隻是台風形成的必要條件。台風的初始階段為熱帶低壓,從最初的低壓環流到中心附近最大平均風力達八級,一般需要2天左右,慢的要三四天,快的隻要幾個小時。在發展階段,台風不斷吸收能量,直到中心氣壓達到最低值,風速達到最大值。而台風登陸陸地後,受到地面摩擦和能量供應不足的共同影響,台風會迅速減弱消亡。
雖然每個台風形成的地區,達到的強度各不相同,但是人們從大量台風的發生與發展的觀測資料中,歸納出了幾種台風形成必備的基本條件。至2020年,學術界公認的四點是:
(1)有一個原先存在的擾動
台風都是從一個原先存在的熱帶低壓擾動發展而形成的。據我國的統計,西太平洋-南海地區熱帶氣旋來源于四種初始擾動熱帶輻合帶中的擾動,占80%~85%;東風波,約占10%;中高緯長波槽中的切斷低壓,或高空冷渦,約占5%;斜壓性擾動,約占5%以下。
(2)暖性洋面,海水溫度高于26.5℃
熱帶海洋上低層大氣的溫度和濕度,主要決定于海表面水溫(SST),SST越高,則低層大氣的氣溫越高、濕度越大,位勢不穩定越明顯。台風形成于SST≥26~27℃的暖洋面上,一般來說,全球熱帶海洋面上全年都滿足此條件,隻有赤道東南太平洋全年SST≤26.5℃,這是這裡沒有台風發生的主要原因。
(3)生成位置一般距赤道5個緯距之外
地轉參數的作用有利于氣旋性渦旋的生成。在不考慮摩擦作用并忽略傾斜項的等壓面坐标系中的渦度方程如下:
該式表明,對給定的輻合值,渦度随時間的變化正比于絕對渦度的大小。在赤道上f=0,如果擾動的相對渦度也為零,則無論輻否有多大,擾動的渦度也不會增加。在離開赤道一定緯度的地區f≠0,輻合能引起渦度的增大,并且對相同的輻合,離開赤道越遠渦度的産生率越高。
因此,台風都生成于距赤道5個緯距以外的熱帶海洋上,隻有西北太平洋有個别台風形成于3°N附近。但在赤道附近3個緯距以内鮮有發現台風形成。
(4)整個對流層風的垂直切變要小
對流層風速垂直切變的大小,決定着一個初始熱帶擾動中分散的對流釋放的潛熱,能否集中在一個有限的空間之内。如果垂直切變小,上下層空氣相對運動很小,則凝結釋放的潛熱始終加熱一個有限範圍内的同一些氣柱,而使之很快增暖形成暖中心結構,初始擾動能迅速發展形成台風。反之,如果上下切變大,潛熱将被很快輸送出擾動區的上空,不能形成暖性結構,也不可能形成台風。
需要強調的是這些條件僅是必要條件,不是充分條件。
台風結構
台風是一個深厚的低氣壓系統,它的中心氣壓很低,低層有顯著向中心輻合的氣流,頂部氣流主要向外輻散。如果從水平方向把台風切開,可以看到有明顯不同的三個區域,從中心向外依次為:台風眼區、雲牆區、螺旋雨帶區。
台風眼區:非常奇特,那裡風力很小,天氣晴朗,平均直徑為40千米,身臨其中的海員風趣地稱台風眼為台風的“世外桃源”。
雲牆區:台風眼周圍寬幾十千米、高十幾千米的雲牆區,也稱眼壁。這裡雲牆高聳,狂風呼嘯,大雨如注,海水翻騰,天氣最惡劣。
螺旋雨帶區:雲牆外是螺旋雨帶,這裡有幾條雨(雲)帶呈螺旋狀向眼壁四周輻合,雨帶寬幾十千米到幾百千米,長幾千千米,雨帶所經之處會降陣雨,出現大風天氣。
生命周期
孕育階段
經過太陽一天的照射,海面上形成了強盛的積雨雲,這些積雨雲裡的熱空氣上升,周圍較冷空氣源源不絕的補充進來,再次遇熱上升,如此循環,使得上方的空氣熱,下方空氣冷,上方的熱空氣裡的水汽蒸發擴大了雲帶範圍,雲帶的擴大使得這種運動更加劇烈。經過不斷擴大的雲團受到地轉偏向力影響,逆時針旋轉起來(在南半球是順時針),形成熱帶氣旋,熱帶氣旋裡旋轉的空氣産生的離心力把空氣都往外甩,中心的空氣越來越稀薄,空氣壓力不斷變小,形成了熱帶低壓—台風初始階段。
發展增強階段
因為熱帶低壓中心氣壓比外界低,所以周圍空氣湧向熱帶低壓,遇熱上升,供給了熱帶低壓較多的能量,超過輸出能量,此時,熱帶低壓裡空氣旋轉更厲害,中心最大風力升高,中心氣壓進一步降低。等到中心附近最大風力達到一定标準時,就會提升到更高的一個級别。熱帶低壓提升到熱帶風暴,再提升到強熱帶風暴、台風,有時能提升到強台風甚至超強台風,這要看能量輸入與輸出比決定,輸入能量大于輸出能量,台風就會增強,反之就會減弱。
成熟階段
台風經過漫長的發展之路,變得強大,具有了造成災害的能力,如果這時登陸,可能就會造成重大損失。
消亡階段
台風消亡路徑有兩個,第一個是:台風登陸陸地後,受到地面摩擦和能量供應不足的共同影響,台風會迅速減弱消亡,消亡之後的殘留雲系可以給某地帶來長時間強降雨。第二個是:台風登陸後,北上容易變性為溫帶氣旋,變性為溫帶氣旋後,消亡一般較慢。
台風利弊
好處
在我國沿海地區,幾乎每年夏秋兩季都會或多或少地遭受台風的侵襲,因此而遭受的生命财産損失也不小。作為一種災害性天氣,可以說,提起台風,沒有人會對它表示好感。然而,凡事都有兩重性,台風是給人類帶來了災害,但假如沒有台風,人類将更加遭殃。科學研究發現,台風對人類至少有如下幾大好處:
其一,台風為人們帶來了豐沛的淡水。台風給中國沿海、日本海沿岸、印度、東南亞和美國東南部帶來大量的雨水。
其二,靠近赤道的熱帶、亞熱帶地區受日照時間最長,幹熱難忍,如果沒有台風來驅散這些地區的熱量,那裡将會更熱,地表沙荒将更加嚴重。同時寒帶将會更冷,溫帶将會消失。我國将沒有昆明這樣的春城,也沒有四季長青的廣州,“北大倉”、内蒙古草原亦将不複存在。
其三,台風最高時速可達200公裡以上,所到之處,摧枯拉朽。這巨大的能量可以直接給人類造成災難,但也全憑着這巨大的能量流動使地球保持着熱平衡,使人類安居樂業,生生不息。
其四,台風還能增加捕魚産量。每當台風吹襲時翻江倒海,将江海底部的營養物質卷上來,魚餌增多,吸引魚群在水面附近聚集,漁獲量自然提高。
據統計,包括我國在内的東南亞各國和美國,台風降雨量約占這些地區總降雨量的1/4以上,因此如果沒有台風,這些國家的農業困境不堪想象;此外台風對于調劑地球熱量、維持熱平衡更是功不可沒,衆所周知熱帶地區由于接收的太陽輻射熱量最多,因此氣候也最為炎熱,而寒帶地區正好相反。由于台風的活動,熱帶地區的熱量被驅散到高緯度地區,從而使寒帶地區的熱量得到補償,如果沒有台風就會造成熱帶地區氣候越來越炎熱,而寒帶地區越來越寒冷,自然地球上溫帶也就不複存在了,衆多的植物和動物也會因難以适應而将可能出現滅絕。
災害
台風災害主要是在台風登陸前和登陸之後引起的。台風引起的直接災害通常由狂風、暴雨、風暴潮三方面造成:
一是狂風
台風風速大都在17米/秒以上,甚至在60米/秒以上。據測,當風力達到12級時,垂直于風向平面上每平方米風壓可達230公斤。因此當超強台風來臨時,其帶來的狂風及其引起的巨浪可以把沿海船隻抛起乃至攔腰折斷,也可把巨輪推入内陸;也足以損壞甚至摧毀陸地上的建築、橋梁、車輛等。特别是在建築物沒有被加固的地區,造成破壞更大。大風也可以把雜物吹到半空并使其高速飛行,危及行人生命财産安全,使戶外環境變得非常危險。
二是暴雨
一次台風登陸,降雨中心一天中可降下100~300毫米,甚至500~800毫米的大暴雨。台風暴雨造成的洪澇災害,來勢兇猛,破壞性極大,是最具危險性的災害。
三是風暴潮
當台風移向陸地時,由于台風的強風和低氣壓的作用,使海水向海岸方向強力堆積,潮位猛漲,水浪排山倒海般向海岸壓去。強台風的風暴潮能使沿海水位上升5米~6米。如果風暴潮與天文大潮高潮位相遇,能産生高頻率的潮位,導緻潮水漫溢,海堤潰決,沖毀房屋和各類建築設施,淹沒城鎮和農田,造成大量人員傷亡和财産損失。
另外台風的這些災害極易誘發城市内澇、房屋倒塌、山洪、泥石流等次生災害。
台風路徑
大多數台風形成于西北太平洋的一個區域,稱為台風巷,在那裡,地球上最強大的熱帶氣旋最常發生。
當亞熱帶高壓脊因厄爾尼諾現象而發生移動時,首選的熱帶氣旋軌道也會發生移動。日本和韓國以西的地區在厄爾尼諾和中性年遭受的9月至11月熱帶氣旋的影響往往要少得多。在厄爾尼諾年,副熱帶高壓脊的斷裂點往往位于130°E附近,這将有利于日本列島。拉尼娜年間,熱帶氣旋形成,副熱帶高壓脊位置跨西太平洋向西移動,對中國的登陸威脅加大,對菲律賓的登陸威脅強度更大。台風路徑遵循三個一般方向。
直道(或直跑者)。一般向西路徑影響菲律賓、中國南部、中國台灣地區和越南。
抛物線的反曲軌道。風暴反複影響菲律賓東部、中國東部、中國台灣地區、韓國、日本和俄羅斯遠東地區。
向北軌道。從起源點開始,風暴向北移動,隻影響小島嶼。
少數風暴,如約翰飓風,由于起源于東太平洋/中太平洋并進入西太平洋,因此被重新命名為台風。
防台措施
居民
及時收聽、收看或上網查閱台風預警信息,了解政府的防台行動對策。
關緊門窗,緊固易被風吹動的搭建物。
從危舊房屋中轉移至安全處。
處于可能受淹的低窪地區的人要及時轉移。
檢查電路、爐火、煤氣等設施是否安全。
幼兒園、小中學校應采取暫避措施,必要時停課。
露天集體活動或室内大型集會應及時取消,并做好人員疏散工作。
海上
台風來臨前,船舶應聽從指揮,立即到避風場所避風。
萬一躲避不及或遇上台風時,應及時與岸上有關部門聯系,争取救援。
等待救援時,應主動采取應急措施,迅速果斷地采取離開台風的措施,如停(滞航)、繞(繞航)、穿(迅速穿過)。
強台風過後不久的風浪平靜,可能是台風眼經過時的平靜,此時泊港船主千萬不能為了保護自己的财産,回去加固船隻。
有條件時在船舶上配備信标機、無線電通訊機、衛星電話等現代設備。
在沒有無線電通訊設備的時候,當發現過往船舶或飛機,或與陸地較近時,可以利用物件及時發出易被察覺的求救信号,如堆“SOS”字樣,放煙火,發出光信号、聲信号,搖動色彩鮮豔的物品等。
疾病防治
台風過後,由于洪水的沖刷污染了生活用水和居住地,加之蚊蠅的大量孳生繁殖,老鼠的遷移,造成了生活環境的嚴重污染;長期陰雨、室内受淹,食品容易發黴變質。以上這些因素均易給人體的健康帶來危害,特别是容易發生腸道傳染病的暴發流行。為此特别要注意傳染病的防治工作。飲水衛生:喝開水,不喝生水,更不要飲用災後井水,搞好個人衛生,不要使用未經消毒的污水漱口、洗瓜果、碗筷等;對飲用水而言,煮沸消毒是最安全有效的消毒方法;飲食衛生和個人衛生:不吃腐敗變質食物,不吃蒼蠅叮爬過的食物,不吃未洗淨的瓜果等。也不要貪吃生冷食品。食物要煮熟煮透,保持室内通風;個人防護:防止皮膚直接接觸疫水,如外出時要穿膠鞋等。戴乳膠手套,皮膚碰到污水後立即用清水沖洗,不用髒手揉眼睛(關注健康:身體不适時一定要及時請醫生診治。尤其是發熱和腹瀉等症狀一定要及時到校醫室或當地醫院的發熱門診或腸道門診就醫。)
預警标準
除名台風
*于1974年除名的Bess在1979年命名表改革中再次被加入,但于1982年因Bess嚴重影響日本而再次被取代。