颱風大解剖

 
 
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2023-08-30 (Wed), 10:00

什麼是熱帶氣旋?

熱帶氣旋是一個以圍繞熱帶低氣壓為中心而不停旋轉的濕暖氣團。很多人誤以為颱風是龍捲風的一種,非也;其實颱風像一個扁平的圓盤,高度只有十數公里,而平面卻有數百公里之闊。大多數的熱帶氣旋均在赤道兩旁南北緯五度至二十度之間浩瀚的海洋面上形成,每年平均約有二十四個熱帶氣旋在西北太平洋和南中國海生成,只有約半數的風暴會發展成颱風強度;其中約有五至六個熱帶氣旋進入香港海域八百公里範圍之內。熱帶氣旋的壽命,以幾天至數星期不等。

按照世界氣象組織的定義,熱帶氣旋是以接近颱風中心之最高持續風力來計算。香港採用的分類定義以十分鐘平均風速為根據,再分為以下六種:

 
颱風大解剖
 
風眼:為氣旋中心氣壓之最低處,直徑由幾公里至百多公里不等的靜風區。在大多數的情況下,風眼的大小會隨著颱風的增強而逐漸縮小。風眼的形成,是因為愈接近颱風中心,其旋轉半徑愈小,離心力也愈大,使氣流無法進入中心,才有空氣下沉增溫的現象。

風眼壁:圓環形的厚雲,有最接近颱風中心的環型對流雨帶,風力及雨勢最為猛烈。

螺旋雨帶:一條條窄長的雨帶如螺旋般捲進熱帶氣旋的中心。

陽光照射:熱帶海洋受到強烈陽光的直接照射,使海水溫度上升而蒸發。

海水蒸發:空氣因溫度升高而膨脹,密度減小及質量變輕,因而很容易發展成為雨雲,形成熱帶低氣壓區。

空氣對流:暖空氣上升時,周圍較冷的空氣會流過來補充,產生了對流。風受地球自轉的影響會偏轉而產生渦旋,如果海面上猛烈的對流作用持續,雨雲的範圍會不斷擴大,四周的空氣也加速向渦旋中心流入,使氣壓愈來愈低,風速也愈來愈快。受科氏力的影響,北半球輻合氣流呈反時鐘方式擾動中心,因此颱風在北半球是以逆時針方向旋轉;相反,在南半球則順時針方向轉動。

颱風皆發生於熱帶的海洋上,但不是所有熱帶低氣壓都能增強為颱風,須要配合以下幾項條件才能發展成颱風:

  1. 海水表面溫度在26.5℃以上
    上升氣流膨脹後冷卻,在暖溼空氣凝結形成積雨雲的同時,也釋放出熱量,這樣加強對流作用,增加大氣的不穩定性,致使熱帶低氣壓發展成颱風。
  2. 低層氣流輻合、高層氣流輻散
    在高空要有適合空氣向外流的輻散區,使上升的高空氣流能順利向四周散開,並加強上升氣流的流動及強度,容易產生渦流。
  3. 風的垂直變化小
    垂直風切微弱的環境能聚集水氣凝結釋放的熱能,維持颱風的暖心結構,才能延續輻散,否則暖空氣上升到高空時會被強風吹走,不能形成溫暖的空氣柱及大量的雲層。

隨著颱風登陸,即颱風眼從海面上移到大陸,由於缺乏高溫,高濕的空氣失去維持強烈對流所需的能源,便逐漸消散。另外,颱風移到溫帶後,因中緯度冷空氣侵入,破壞颱風的暖性結構,會使其變為溫帶氣旋。

風是流動的空氣,看不見又捉摸不到。在天氣預報中,常常聽到以「級」來表示風力大小,到底這個風力評級制從何而來?

世界上最早的風力分級制是源自中國唐代,由當時的天文學家李淳風所提出。他自小醉心於天文、曆法的研究,並深知風的大小與人們的生活、生產的關係密切。他選定地面上的樹作為測定風力的主要標誌,再仔細觀察大小不同的風,對樹的各個部分如葉、枝、幹的動態反映,經長時間的觀測,歸納筆記所載,將風的大小劃分為十個等級,並收錄在中國及世界上最早的氣象專著《乙己占》中:

無風 > 和風 > 動葉 > 鳴條 > 搖枝 > 墜葉 > 折小枝 > 折大枝 > 折木、飛沙石 > 拔大樹及根

隨著古代中外的交往頻繁,李淳風的《乙己占》傳到了歐洲。在1805年,英國海軍大將蒲福 (Admiral, Sir Francis Beaufort)(1774 - 1857)以李淳風的風力分級,提出一個簡單的分級辦法。他以十九世紀船舶的性能做標準,以船舶在海上前進的速度、可以扯起多少張帆,來估計海上風力的大小。「蒲福氏風級表」是經過長期觀察航行船隻的狀態及海浪而編制的,最初只能適用在於海上。及後,再根據風對地面物體影響的程度,如觀察煙、樹葉及樹枝的搖動、或旗幟的搖動而劃分風級,這個風級表也適用在陸上。時至今日,「蒲福氏風級表」仍被廣泛採用,是目前國際通用的風力估計制度。

資料來源、鳴謝:香港天文台
 

資料來源、鳴謝:香港天文台
資料整理:野外動向 HK Discovery Team
原文轉自﹕《Hong Kong Discovery野外動向》雜誌 vol.52

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