熱帶氣旋
出自六年制學程
本質與特性
- 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)
- 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。
- 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)。
- 成熟的熱帶氣旋釋放的功率可達6x1014瓦。
- 每天釋放5×1019(以功率6x1014瓦計)至2×1020焦耳的能量。
- 2014年人類全世界平均發電功率為 2.685x1012 瓦(全年發電量為 23536.5 TWh),所以成熟的熱帶氣旋的功率比人類的發電機加起來高200倍。
- 等於每20分鐘引爆一顆1000萬噸的核彈。
- 每日釋放的能量可以佔到地表太陽輻射總量的 1/345 ~ 1/86 。
- 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。
- 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。
- 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
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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
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。
- 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。
- 受其南方之偏東風而向西進行。
- 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。
- 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:
- 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。
- 北太平洋東部:16.6%。對流層垂直風切較小。
- 南太平洋西部:7.3%。對流層垂直風切較小。
- 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℃。
- 北大西洋:12.1%。西部對流層垂直風切較小。
- 南大西洋:極低。南大西洋垂直風切大。
- 西部:
- 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)。
- 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
- 西部:
- 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。
- 南印度洋西南部:9.3%。對流層垂直風切較小。
- 澳洲區域(南印度洋東南部):11%。對流層垂直風切較小。
- 孟加拉灣:10%
- 阿拉伯海:3%
- 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。