颱風是什麼?從何而來?又去往何處?

2023/07/17閱讀時間約 11 分鐘

  颱風,是一種自然災害的表現,帶來強風和暴雨。它們通常形成於熱帶海洋上,透過熱帶氣旋的形式而來。當海洋表面溫度超過26°C,且風速達到一定標準時,颱風便得以形成。它們以旋渦狀的風眼為中心,風力逐漸增強,並沿著特定的路徑移動。颱風通常會從海洋移向陸地,造成巨大的破壞和人員傷亡。然而,一旦遇到陸地或遇到冷水,颱風的能量和強度會逐漸減弱,最終消散或轉變成其他形式的氣象現象。颱風的軌跡和強度是由多種因素影響,包括海洋溫度、風向、大氣壓力等。透過科學觀測和預測,人們能夠提前預警並採取應對措施,以最大限度地減少颱風帶來的破壞。

颱風如何形成

  颱風的形成需要一系列特定的氣象條件。

溫暖的海洋表面溫度

  當談到颱風形成的關鍵因素時,海洋表面溫度是其中一個重要的要素:

  1. 熱能供應:海洋表面溫度是颱風形成的主要能源之一。當海洋表面溫度升高到一定水平時,它提供了大量的熱能,這種熱能會促使大氣中的水蒸氣上升形成對流,並進一步增強颱風的發展。海洋表面溫度超過26°C通常被認為是颱風形成的最低閾值,這意味著海水必須達到這個溫度以上才能為颱風提供足夠的熱能。
  2. 蒸發與潮濕度:海洋表面溫度越高,水的蒸發速率也會增加。蒸發過程將水蒸氣釋放到大氣中,使得大氣中的潮濕度增加。高潮濕度有助於颱風形成,因為它提供了更多的水蒸氣,這是颱風中的雲層和降水的主要成分之一。
  3. 溫度梯度:海洋表面溫度和大氣中的溫度之間的差異也是颱風形成的重要因素。當海洋表面溫度遠高於大氣中的溫度時,將產生一個溫度梯度,這會促使熱能向大氣中傳遞,加強對流活動,進而形成颱風。

熱帶氣旋或低氣壓

  熱帶氣旋和低氣壓系統是颱風形成的起點。它們是由大氣中的擾動和不穩定性引起的,並在暖海洋上移動並進一步增強,最終發展成颱風。這個過程需要多種氣象條件的配合,包括海洋表面溫度、潮濕度、穩定度和風場等:

  1. 熱帶氣旋:熱帶氣旋指的是一種東向移動的大氣擾動,主要存在於熱帶地區。它通常是一個較長的氣壓波或擾動,帶有對流雲層和雷暴活動。熱帶氣旋的形成源於大氣中的不穩定性和擾動,可能由多種因素引起,包括風系統的交互作用、溫度梯度、地形和季節變化等。
  2. 低氣壓系統:當熱帶波在暖海洋上移動時,它們可能逐漸發展成低氣壓系統。低氣壓系統是一個大氣中壓力較低的區域,其周圍的氣壓相對較高。這種差異產生的氣壓梯度會引起風的形成,使得空氣向低氣壓區域移動。低氣壓系統通常具有旋轉的特徵,其旋轉方向取決於所在的半球。
  3. 發展成颱風:當低氣壓系統在暖海洋上進一步發展並增強時,它可能逐漸形成颱風。熱帶波和低氣壓系統通常與熱帶海洋上的暖水相結合,這提供了充足的熱能和水蒸氣,促使對流活動增強。隨著對流的增強和旋轉運動的發展,低氣壓系統可能會形成一個旋轉風眼,並具有顯著的風力和降水。此時,它被視為一個颱風或熱帶氣旋。

立體環境條件

  立體環境條件是指在颱風形成過程中,涉及到不同高度和層次的大氣條件:

  1. 垂直風切變:垂直風切變是指風在不同高度之間的方向和速度變化。對於颱風形成而言,較低的垂直風切變有利於颱風的發展。低風切變可以維持風場的一致性,使得颱風系統能夠自由旋轉和增強。相反,高風切變會破壞風場的結構,使得颱風無法維持或發展。因此,較低的垂直風切變有助於颱風的形成和增強。
  2. 大氣潮濕度:潮濕度是指大氣中含有的水蒸氣量。足夠的潮濕度對於颱風的形成至關重要。潮濕的環境有助於提供足夠的水分,這是颱風形成和增強的主要能量源之一。當颱風系統在潮濕的大氣中移動時,水蒸氣會凝結成雲並釋放出潛熱,這進一步加強了對流活動和颱風的熱能。
  3. 穩定度:大氣的穩定度描述了空氣上升或下降時的趨勢。較不穩定的環境有助於颱風的形成。當大氣環境較不穩定時,空氣容易上升,形成對流和雲層,進而促使颱風的發展。相反,較穩定的環境抑制了空氣的上升,限制了對流活動,因此不利於颱風的形成和增強。

  這些立體環境條件相互交互作用,對颱風的形成和發展起到關鍵作用。較低的垂直風切變、足夠的潮濕度和較不穩定的環境是有利於颱風形成和增強的條件。

科氏力(Coriolis Force)

  科氏力是由地球自轉引起的一種偏轉力。它使得空氣在赤道附近向北半球偏轉,或在赤道以南的南半球偏轉。這種偏轉效應是颱風旋轉的基礎,並且在一定的緯度範圍內發生作用:

  1. 地球自轉:地球自轉是指地球以自己的軸心為中心進行自旋運動。這個自轉運動使得地球上的物體,包括大氣中的空氣,都會受到一種稱為科氏力的偏轉效應。
  2. 科氏力的作用:科氏力會使移動中的物體在北半球向右偏轉,而在南半球向左偏轉。在北半球,當空氣流向北方時,它會受到科氏力的作用而向東偏轉。這導致了颱風旋轉的特殊模式:空氣在颱風的外圍以順時針方向旋轉。同樣地,在南半球,空氣流向南方時,它會受到科氏力的作用而向西偏轉,這導致了類似的逆時針旋轉模式。
  3. 緯度範圍:科氏力只在一定的緯度範圍內發生作用,而在赤道附近效應最小。在赤道上,科氏力的作用最小,因為地球的自轉軸和水平方向的速度相等。隨著緯度的增加,科氏力的效應也隨之增加,並在北緯30度至60度和南緯30度至60度之間達到最大值。

通常生成颱風的地點

  颱風通常在熱帶和亞熱帶地區生成:

  1. 太平洋西北部:太平洋西北部是颱風最活躍的區域之一,包括西北太平洋、東北太平洋和北太平洋。這些地區包括菲律賓、台灣、日本、中國東南沿海、夏威夷和美國西部,經常受到颱風的影響。
  2. 大西洋:大西洋地區包括北大西洋、加勒比海和墨西哥灣。這些地區包括美國東海岸、墨西哥灣沿岸、加勒比海國家和中美洲國家,常常受到颱風的侵襲。
  3. 印度洋:印度洋地區包括印度、斯里蘭卡、孟加拉國和東非沿岸國家。在這些地區,印度洋颱風(又稱為氣旋)經常發生,對當地的沿海地區造成威脅。
  4. 南太平洋:南太平洋地區包括澳大利亞東部、紐西蘭和南太平洋島國。在這些地區,颱風通常被稱為熱帶氣旋,並對南太平洋地區的島嶼和沿海地區帶來風暴和降雨。

  這些地區之所以成為颱風生成的熱點,是因為它們擁有熱帶和亞熱帶氣候特點,包括暖海洋表面溫度、充足的潮濕度、較低的垂直風切變和足夠的科氏力。這些氣候條件有助於颱風的形成和發展。然而,颱風可能在全球其他地區發生,但上述地點是最常見的颱風生成地點。

颱風會去哪裡

  颱風的移動方向和路徑是由多種因素影響,包括大氣環流、風場、高壓系統和地形等。因此,颱風的具體去向是很難準確預測,颱風在南半球和北半球的行動有一些差異,主要是由於科氏力的方向和效應在兩個半球之間的差異。

在北半球:

  • 颱風旋轉的方向是逆時針方向,也就是從東往北再到西。
  • 颱風受到科氏力的作用,會偏向右偏轉。
  • 颱風在北半球移動時,通常會受到西風帶和高壓系統的影響,進而向北或東北方向移動。

在南半球:

  • 颱風旋轉的方向是順時針方向,也就是從東往南再到西。
  • 颱風受到科氏力的作用,會偏向左偏轉。
  • 颱風在南半球移動時,通常會受到西風帶和高壓系統的影響,進而向南或東南方向移動。

  颱風的移動非常動態和充滿變化,且受到多種因素的影響。預測颱風的具體路徑需要依賴氣象觀測、數據分析和數值模型等科學手段。氣象專家和預報機構會根據這些信息來提供預報和警報,以幫助公眾做出應對措施。

颱風的結局

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消散

  颱風消散是指當颱風遇到不利的環境條件或地形時,它的能量和強度逐漸減弱,最終變成一個低氣壓系統或一般的氣象現象。

  當颱風移向陸地時,它會失去海洋的熱能供應,這是維持其強度和活躍的重要因素之一。陸地的摩擦力也會減弱颱風的旋轉。因此,颱風在接觸陸地後往往會逐漸減弱。頻繁的摩擦作用會使颱風的表面風速下降,並逐漸失去組織和對流活動。

  颱風需要溫暖的海洋表面溫度來獲得能量。當它移動到冷水區域,例如沿著冷海流的海域,海洋表面溫度下降,颱風的能量供應會受到限制。這導致颱風的熱能減弱,對流活動減少,風速減弱,從而減少其結構的組織性。

  颱風的發展和維持需要特定的大氣環境條件,包括低垂直風切變、足夠的潮濕度和穩定度等。如果颱風遇到垂直風切變增強、大氣穩定度增加或潮濕度減少等不利因素,它的組織性和對流活動會受到抑制,最終導致颱風逐漸減弱和消散。

  當颱風逐漸減弱且失去其旋轉結構時,它可能會演變為一個低氣壓系統。這種轉變是由於大氣中的水平壓力差異,而不再具有顯著的熱力效應和對流活動。這樣的低氣壓系統通常在氣象系統中相對較常見,不同於颱風那種強大而有組織性的系統。

轉變為溫帶低氣壓系統

  當颱風移動到中緯度地區並受到中緯度西風帶的影響時,它可能會轉變成溫帶氣旋,也稱為溫帶低氣壓系統。這種轉變通常會導致颱風的結構和特性發生變化,並在更高緯度的地區產生影響。

  當颱風移動到中緯度地區時,它會遇到不同於熱帶地區的大氣環境。中緯度地區的大氣層中存在著西風帶,這是一個強勁的、持續的西風流。這種西風帶的存在會影響颱風的運動和結構,導致它轉變成溫帶氣旋。

  當颱風進入中緯度地區並受到西風帶的影響時,它的結構和特性會發生變化。颱風的中心可能開始失去熱帶氣旋特有的熱核心結構,而變得更廣泛且不明確。對流活動也可能變得不那麼有組織,且範圍較廣。此外,颱風的尺度可能會增大,並與更大尺度的溫帶系統相互作用。

  當颱風轉變為溫帶氣旋後,它可能對更高緯度地區產生影響。溫帶氣旋的移動速度通常比颱風快,並且可以帶來強風、降雨和其他天氣變化。

被其他天氣系統吸收

  颱風與其他天氣系統相互作用,例如鋒面、風切等,可能導致它被吸收或合併到這些系統中。這種相互作用導致颱風的結構和能量被轉移或分散,進而影響颱風的發展和結局。

  鋒面是冷暖空氣交界處的區域,常常伴隨著顯著的氣象變化。當颱風與鋒面相互作用時,鋒面可能會導致颱風的結構被扭曲或瓦解。暖空氣和冷空氣的交匯可能引起不穩定的對流活動,進一步干擾颱風的組織性和對流。

  風切是指在不同高度風速和風向之間的變化。當颱風遇到強烈的垂直風切變時,它可能會受到外部風場的干擾,導致其結構和旋轉被破壞。強烈的風切變可以使颱風的中心與其對流活動分離,進而削弱颱風的組織性和能量。

  當颱風接近其他天氣系統時,它們可能會相互作用並進行合併或能量轉移。這種合併可能導致颱風的結構被改變或消散,而能量被轉移到其他系統中。在某些情況下,颱風可能被較強勢的天氣系統完全吸收,使其失去獨立性。

  關於梅雨和颱風的關係可以見我之前寫的這一篇文章

形成連鎖颱風

  連鎖颱風是指在相對接近的時間和地點,多個颱風形成並在同一區域內運動的情況。這種現象在某些特定的氣候條件下可能發生,並且在一定程度上增加了氣象災害的風險。

  連鎖颱風通常發生在氣候條件適合颱風生成的地區,如熱帶和亞熱帶海域。在這些地區,氣候條件如溫暖的海洋表面溫度、潮濕的環境和低垂直風切變等有利於颱風形成。當這些條件同時存在時,可能會有多個颱風在相對接近的時間和地點形成。

  連鎖颱風的形成往往涉及多個氣旋系統的相互作用。一個颱風系統的存在和運動可能會影響鄰近區域的大氣環境,並為其他颱風的形成和發展創造有利條件。這種相互作用可以是氣壓差異、風場交互、潮濕度的增加等。同時,這些颱風可能會在較大尺度的氣象系統中相互作用,例如風切變和大尺度的氣流。

  當連鎖颱風形成後,它們可能在相對接近的時間和地點共同移動。這種移動可能是由於大尺度氣流系統的控制,例如高壓系統和西風帶的影響。這導致了多個颱風在相對緊密的區域內運動,增加了氣象災害的潛在風險,如強風、暴雨和風暴潮。

  連鎖颱風帶來的影響和災害可能會加劇。多個颱風在相對短的時間內席捲同一地區,可能導致嚴重的風災、洪水、山崩和海岸侵襲等。這對當地居民、基礎設施和環境造成重大威脅,需要加強預警和災害管理措施。


Yuee
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