熱帶氣旋

出自六年制學程
在2016年9月18日 (日) 16:13由丁志仁對話 | 貢獻所做的修訂版本

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本質與特性

北半球低壓系統逆時針旋轉,由於科氏力和氣壓梯度力之間取得平衡。
北半球低壓區繞流示意圖。藍色箭頭:真力,壓力梯度;紅色箭頭:偽力,離心力與科氏力(總是垂直於速度)
  1. 由水蒸氣冷卻凝結時放出潛熱發展而出的熱機。(水蒸氣的凝結熱約540卡/克)
  2. 受科氏力所影響,在北半球沿逆時針方向旋轉,在南半球則以順時針旋轉。
  3. 小的熱帶氣旋環流半徑可以不到200公里(熱帶風暴馬可,其烈風圈半徑只有19公里),大的熱帶氣旋環流半徑可以超過1000公里(1979年狄普,環流半徑在1100公里左右,直徑可超過2000公里)。
  4. 成熟的熱帶氣旋釋放的功率可達6x1014瓦。美國國家大氣研究中心(英語:National Center for Atmospheric Research)的科學家估計一個熱帶氣旋每天釋放5×1013至2×1014焦耳的能量,比所有人類的發電機加起來高200倍,或等於每20分鐘引爆一顆1000萬噸的核彈。
  5. 角動量守恆:空氣從遠大於氣旋範圍的區域抽入低氣壓中心,由於旋轉半徑減小而角動量不變,因此導致氣旋旋轉時的角速度大大地增加。
  6. 維持全球熱平衡分布:把太陽投射到熱帶,轉化成海水熱量的能量,帶到中緯度及接近極地的地區。
  7. 維持全球大氣角動量平衡:把赤道所積存的東風角動量輸送往中緯度地區的西風帶內。

生成條件

  1. 海水的表面溫度不低於攝氏26.5°,且水深不少於50米。這個溫度的海水造成上層大氣足夠的不穩定,因而能維持對流和雷暴。
  2. 大氣溫度隨高度急遽降低。這容許潛熱被釋放,而這些潛熱是熱帶氣旋的能量來源。
  3. 須在離赤道超過五個緯度的地區生成,否則科氏力的強度不足以使吹向低壓中心的風偏轉並圍繞其轉動,環流中心便不能形成。大部分在南北緯10至30度之間形成,而有87%在10至20度以內形成。
  4. 垂直風切(風速與風向的劇烈變化)不強。如果垂直風切太強,代表氣柱通風良好,釋放的潛熱很快被輸送出初始擾動區的上空帶走,不會累積,不能形成暖中心。這樣會阻礙熱對流的發展,使其正反饋機制未能啟動。
  5. 在對流層的中下層有潮濕的空氣。中對流層的大氣不能太乾燥,相對溼度必須大於40~50個百分點。
  6. 一個預先存在的且擁有環流及低壓中心的天氣擾動。
    • 夏季,太陽直射區域北移
    • 致使南半球的東南信風越過赤道轉向成西南季風,侵入北半球
    • 西南季風原來北半球的東北信風相遇,擠迫空氣上升,增加對流作用
    • 再因西南季風和東北信風方向不同,相遇時常造成波動和旋渦
    • 空氣上升加上旋渦,且不斷加深,使四周空氣加速向旋渦中心流動

全球分布

移動路徑

全球颱風路徑方向(伊利諾大學世界天氣預報站

北半球往北移動,南半球往南移動。南半球和北半球的路徑大致對稱,都是先向西,在南半球漸漸偏左,在北半球漸漸偏右,到了較高緯度地方,慢慢轉回向東進行。

  1. 受副熱帶高氣壓氣流的導引,沿其外圍氣流移動。所以北半球往北移動,南半球往南移動。
  2. 受其南方之偏東風而向西進行。
  3. 北上至比較高緯度地方(約20°N以北),因科氏力增加使其偏右進行,漸漸受西風導引轉向東方進行。
  4. 行進前方有高氣壓,颱風就受阻無法繼續前進,正好像水不能向高處一樣,這時颱風必須向氣壓比較低的地方進行以致發生了轉向的情形。



每年發生颱風或颶風佔全球百分比:

  1. 北太平洋西部:26%,北上暖流。對流層垂直風切較小。中部太平洋垂直風切大
  2. 北太平洋東部:16.6%。對流層垂直風切較小。
  3. 南太平洋西部:7.3%。對流層垂直風切較小。
  4. 南太平洋東部:無。赤道以南的東南太平洋全年海溫低於26.5℃。
  5. 北大西洋:12.1%。西部對流層垂直風切較小。
  6. 南大西洋:極低。南大西洋垂直風切大
    • 西部:
      1. 南赤道洋流在南美洲受地形影響被一分為二,一股往南形成世界最弱的巴西暖流,一股往北結合北赤道洋流成為世界最強的墨西哥灣流(再演變成北大西洋暖流)。
      2. 受洋流影響赤道低壓帶(ITCZ),終年停留在北半球,造成南大西洋缺乏擾動形成的機制
    • 東部:靠近非洲側受本吉拉涼流抑制
  7. 北印度洋:4.8%。夏季地面盛行西南季風,高層盛行強東風,所以垂直風切大,4月和10月垂直風切才會變小,因此北印度洋颱風主要發生在春季和秋季。
  8. 南印度洋西南部:9.3%。對流層垂直風切較小。
  9. 澳洲區域(南印度洋東南部):11%。對流層垂直風切較小。
  10. 孟加拉灣:10%
  11. 阿拉伯海:3%
  12. 地中海因海面不夠廣闊,夏季乾燥;高緯度地區因低水溫;赤道附近海域因柯氏力太小,颱風極少。


參考資料