台风中的大风是什么 台风大风区范围

2024-11-21 01:45:30 来源:天气频道

导语:台风中的大风是什么?台风中的大风主要由其中心低气压与周围高气压之间的气压梯度力驱动,而且随着台风强度的增强,这种气压梯度力也会相应增大,导致风速急剧上升,台风内部的旋转气流在科里奥利力的作用下逐渐加强,形成了强大的螺旋形风场,这种风场不仅风速高,而且风向多变,给预测和防范带来了极大的挑战,那么大家知道台风大风区范围吗?下面就去了解了解吧!

台风中的大风是什么

台风

台风大风由台风本身的强度、结构和台风四周环境的气压分布等条件决定。台风范围内大风的分布,最强风速出现在台风中心附近,向外风速逐渐减弱。西太平洋上特的中心附近最大风速可达到110米/秒(32.7米/秒为12级)。

但是,有一类“空心台风”,它的大风分布与此相反,它的外围风速超过中心附近的风速。这类台风一般出现在秋冬季节南海海面。台风本身较弱,而它的北半圆受到极锋影响。这类台风外围风力可达到10—11级,而中心附近只有6级左右。这说明台风四周环境气压场对台风大风分布和强度的影响也是不可忽视的。关于台风登陆前后台风大风的预报,目前主要用天气图、卫星云图、雷达回波和其他气象报告进行诊断。把台风登陆前后大风的出现分成两种类型,第一类是台风靠近大陆时,前沿大风逐渐减弱,持续性强风出现在台风登陆之后;第二类,台风在靠近大陆过程中,前沿风力逐渐增强,大风范围成倍扩大,登陆以后风力迅速减弱。这两类大风型与登陆前后环境气压场分布有密切关系,并在天气图上有明显特征。

我国大陆上为一个大范围热低压,台风登陆前越靠近陆地,就越靠近这个大低压,等压线打通,在台风与低压区之间气压梯度减弱。因此,台风登陆前,登陆地区沿海不易起风,台风大风逐渐退缩在台风中心附近强气压梯度区。台风登陆以后,就并入这个大陆上的热低压区。因而台风中心的前部一直没有大范围强风出现,而在中心后部整个台风范围气压梯度不减,因此台风中心登陆以后登陆地区沿海立即出现持续性的强南风,并将在登陆地区附近,从南到北出现大范围南风。例如7115号台风,在海上最大风力曾达75米/秒,最低气压903毫巴,是1971年最强的一个台风。

但在登陆前与大陆上暖性低压区相遇,风力迅速减弱至6级,登陆时仅在短时间内刮了大风。但这个台风在登陆以后,台风中心的南部和东部沿海出现了大范围强偏南风,风力有12级。这个台风在福建晋江县登陆,台风中强南风范围。从南海东北部一直扩展到长江口以北。这一类大风型常常在盛夏出现。第二型台风大风模式,在台风登陆之前,我国大陆受到一次向南爆发的冷空气影响,极锋与台风相向移动。台风在靠近陆地过程中,锋区等压线的梯度剧增,这使得台风与陆地相距在500公里之外时,沿海大风就开始出现。在台风登陆之前,沿海将出现持续性偏北大风,并且越来越强。大风范围可以向北方沿着海岸扩展上千公里。但如台风登陆以后,受到大陆冷气团的填塞作用,台风将较快衰减,这时台风中心后部的偏南大风并不明显。这类大风型容易在秋冬季节出现,这时我国南方有时出现较强的极锋活动。

在华东沿海登陆的台风或华南沿海登陆的台风都可以出现这种台风大风型。例如,华东登陆的7122号、7010号台风属于此类。华南登陆的7108号、7126号、7318号台风也属此类。当台风还在南海中北部,台风大风可以扩展到整个南海北部海面和广东沿海。7122号台风在9月18日晚先登陆我国台湾省花莲,接着于19日晚又登陆福建省的崇武。这个台风与极锋相遇,从图14.49中可以看到,大风向北一直扩展到黄海中北部。这一类台风经常与“空心台风”有关。例如7122号台风登陆时已有明显减弱,其数百公里之外的外围风力超过了台风中心附近最大风力。台风的雷达回波特征,对诊断台风登陆之前的大风强度也有较好的效果。诊断大风强度的回波特征主要表现在下面两方面。

(1)雨带回波的螺旋结构:台风内降雨区的回波表现为带状螺旋结构,台风一般有3—5条螺旋状雨带卷入台风中心区。这种螺旋雨带的特征在一定程度上反映了台风环流内的风场结构。强台风螺旋雨带结构紧密、曲率大、色调和层次分明;比较弱的台风,其螺旋雨带分布很松散,回波呈片状分布并有较多云隙,层次模糊不清。螺旋角是表征雨带螺旋结构的一个参数,它是螺旋雨带与台风中心为圆心的一簇同心圆的夹角。大量螺旋雨带回波分析表明,近台风中心处螺旋角小,离中心远处螺旋角大,一条螺旋雨带的最小螺旋角在台风眼壁附近。最小螺旋角在一定程度上反应了螺旋雨带在眼区外围附近的曲率和紧密程度,因此这个角度与台风中心附近最大风速之间有一定关系。统计分析1)表明,最小螺旋角与台风中心附近最大风速有反比关系。最小螺旋角越大,台风最大风速越小;最小螺旋角越小,台风最大风速越大。螺旋角≤20度,热带气旋已达台风强度(风速≥20米/秒);螺旋角≤12度,已达到强台风强度(风速≥35米/秒),螺旋角=6度,已发展为强台风(风速在50米/秒左右)。因此可以根据螺旋雨带的最小螺旋角来大致估定台风中心附近的最大风速。

(2)眼壁回波特征:强台风眼壁呈环形闭合回波,眼的形状少变。特别强的台风,眼壁回波和螺旋雨带贴近眼壁附近的部分呈同心圆分布,这是强风场的一种表现。比较弱的台风眼壁回波不全,甚至不存在眼壁回波,有时台风中心区出现一个较大的圆形无回波区。眼区大小与台风中心附近最大风速有一定关系。如果眼壁回波直径越小,则中心最大风速越大。这种统计关系与经验是一致的,统计结果表明,眼直径在30公里以下,直径与中心最大风速成反比,10公里眼直径的台风,平均中心最大风力为71.1米/秒,20公里为67.8米/秒,30公里为59.7米/秒。眼直径在40公里以上的台风,这种关系并不明显。雷达对诊断小而强的台风(又称微型台风)的中心最大风速尤其有效果,这里有两个实例可以说明这一点。例一;6811号台风,这是一个中心风力很强的小台风。

这个台风于9月8日夜间登陆广东湛江,在中心经过的一个狭长带上破坏力很大。在天气图上是一个在测站之间漏网的台风,在台风中心方圆二个纬距之内,它的强风无所反应,因而误认台风已经减弱。但是在雷达回波上,存在非常紧密的螺旋结构,小而圆的台风眼。这表明6811是一个特强的小台风,登陆以后的破坏力也证明了这一点。例二,7314号台风,这也是一个小台风,中心最大风速之大罕见,登陆时摧毁了所有测风仪器而未测到它的实际最大风速。这个台风于9月14日凌晨4时多在海南岛琼海登陆,据调查,在凌晨2时多琼海还晴空无风,可见这个台风尺度之小。这个小台风的罕见强度在天气图上是看不出来的,但雷达回波反应出强台风的典型特征。雨带回波围绕台风中心呈同心圆分布。几乎与同心圆相切,螺旋角很小(

用雷达回波来确定台风中心附近最大风力还可以用分类模式法。在台风雷达回波资料足够多时,可把回波照片按螺旋雨带和眼壁回波的不同特征进行典型结构分类,然后用统计方法,得出各类与中心附近最大风速各分档之间的统计关系,这样就可建立不同档别台风最大风速对应典型回波照片的模式。在业务工作中可用这套模式与实际台风回波进行特征对比,便可估计出实际台风的中心附近最大风速。卫星云图也是判断台风大风强度和大风分布的有效工具。目前已经有一套用云图诊断台风中心附近最大风力的方法,这套方法最初是根据风暴发展阶段分类模式和密蔽云区直径两个参数来确定中心附近最大风力,后来进行了改进,考虑了台风云系更多的特征。

关于台风大风范围,也可用台风云区特征来诊断。个例分析表明,台风外围圆弧形云区之内一般都与6级风圈大致对应,而靠内圈的台风密蔽云区,则一般与8级大风圈对应。台风大风分布的不对称性与台风云区分布的不对称性也相一致;云区出现大片组织完整的积云带的方位,一般与5—6级以上的大风对应,并比其它方位的风速大,形成不对称分布。当台风西北方或偏北方出现这种大片积云带或低云带时,台风登陆前将提早出现强风,并形成台风前方大风范围大、风速强,后部大风范围小、风速弱的不对称分布;这与第二型大风分布一致。当台风西南方或偏南方出现大片或长尾积云带时,台风登陆后将有强西南大风持续,并形成台风前方大风范围小、风速弱,后部大风范围大、风速强的不对称分布;这与第一型大风分布一致。

台风大风的数值估算目前也做了不少试验。台风最大风速出现在中心附近的一个环带上,曲率很大,而台风所处纬度较低,因此,离心力远大于科里奥利力。故台风中心附近环带上的气流运动,可以认为满足于离心力与气压梯度力平衡下的旋衡风方程0max是台风中心附近最大风速,rm是最大风速圈半径。式表明,中心附近最大风速取决于台风内气压的径向分布。台风内部气压场分布,目前通用两个模,即和式中P,r是台风内直径为r处的气压,P₀为台风中心最低气压,P为台风外围环境场气压,ro是因不同台风而异的常数。这两个模式适用于圆对称的静止台风。如有一测站落于台风范围内,则P,r为已知,Po与P。可从台风探测报告和天气报告得到,式中r可求出,代入原式即可求出不同r处的P值,便得到圆对称台风范围内的气压分布。

从和两式分别可得用这两个气压分布模式都可求出台风中心最大风速。今如用模式,此时r=rm,代入,则得K是密度的函数,因此它由温度T和气压P₀决定,根据台风中心附近气压和气温可求出K值,这在事先可制成表格以备查算。在台风中心附近K值平均可采用5.7.于是可算出台风中心附近的最大风速——Vmaxo如用模式,因台风风速分布(即v-r曲线)在中心附近rm处达到峰值,按极值原理可得r=rm=√2r。将此式和代入则得k’同样是密度的函数,用台风中心附近气压P。和湿度可得p,也可用平均密度,于是得到K′和中心附近最大风速Vmaxo用这两种气压模式得出的中心附近最大风速十分相近(单位:米/秒)。我国气象工作者曾对南海和西太平洋的台风分别用模式(和模式)作了中心最大风速的计算试验,所得结果有一定的参考价值。在大西洋上飓风中心最大风速的公式[12也具有形式,即Vmax=16(Po—P₀)/vmax为飓风中心最大风速(单位:海里/小时),P取飓风最外围一条闭合等压线数值再加2—3毫巴。

美国国家飓风中心根据比较精确的飞机报告对式进行修改后,得到vmax=14(1013—P₀)/2式中把环境气压取固定值1013毫巴,使计算得到进一步简化。对于气压场相同的台风,在不同纬度有不同的中心最大风力;因为在较高纬度科里奥利力不应忽略。按照台风中心最低气压(或700毫巴最低高度,单位为米)和台风所在纬度,可在横坐标上读出台风中心附近的最大风速(海里/小时)。在台风中心最低气压相等条件下,当纬度增高时,产生明显的科里奥利力,而使中心附近最大风速减小。关于台风范围内大风的分布,一般采用梯度风方程进行计算,这和中心附近大曲率旋转运动条件不同,应当考虑为梯度运动。梯度风方程为v作为二次方程解的一个表达式可写成v=—Qrsinφ当选定一个气压分布模式后,则对应一个r便可求得其他均为常数,对应于不同r的风速v即可算出。计算表明,计算结果与实测风分布比较符合。

如为了进一步减小误差,可从大量历史样本中建立相互对应的两组值,即用计算得出的风速v和实测风速v*求出回归方程v*=a+bva,b由样本确定。这样可以改进对台风大风分布的计算,这种计算对航海是很有意义的。对台风大风强度和分布的预报,只要报出未来某一时段台风中心位置、台风强度(即台风中心最低气压)、台风外围环境气压值以及台风范围内某一点的气压值,便可以预报台风中心附近的最大风速和台风范围内大风的分布。因此,台风的路径预报和台风强度预报是做好大风预报的关键。大风定量预报的理想办法最好是与一个内含台风的数值预报模式相结合。这种模式将全面提供大风预报计算所要求的4个参数。以上计算结果都是圆对称的,致于大风非对称分布的计算还有待于研究,目前只能在圆对称计算的基础上进行一定的经验订正。台风引起的长浪和海潮在台风影响下,海洋水文现象也出现异常变化,其中最突出的,是台风引起的长浪和海潮。

台风

·长浪是一种表面波,主要是由于海面上气压变动所引起的。气压升降与海面升降有如下关系:△h,是静压平均水位差,△P是平均气压差,pw是海水密度。即静止台风范围内,海面升降(水位差)与气压差成正比。如考虑台风移动,则动力平均水位差可写成:C为台风移速,H为海水深度。即长浪在台风移动时的振幅远大于静止台风时的振幅。将上两式合并,则得气压所引起的海面动力平均水位差即长浪振幅Ap的表达式为:

这里△P是移动台风的气压差,它与台风移速C、空气密度pa、风速增长△V有关,这种关系是△P=paC△V/g于是有移动台风所引起的长浪振幅随台风移速和风速的增加而增加;并随海水深度的减少而加大。因此,浅海区加强而快速移动的台风将引起强长浪。海面上风力对长浪波幅的影响是很显著的,台风有很大的风力,因而产生很强的长1)中山大学台风暴潮研究小组,华南沿海应用长浪方法辅助台风。暴潮预报的总结。浪,一般风力达8级,浪高可达4米;12级大风以上的台风中心附近地区,最大波高可达15米。因波浪能量与振幅的平方成正比,可见波幅这样高的长浪对堤岸和搁浅船只的冲击力是很大的。据目前的研究表明,台风区域内长浪的最高波幅出现在中心附近。

一般在台风前进方向右半圆的浪高要比左半圆大,因右半圆一般存在副热带高压,使这半圆的风力大于左半圆;另外右半圆风向与台风移向经常一致,叠加作用也有利于波幅加大。最高波幅尤其出现在右半圆中心附近的后部。长浪传播速度比台风本身移速快得多,而且能传播很远距离。台风通常移速为480海里/日,而长浪的余波,传播速度可达2200海里/日,甚至可高达3600海里/日。因此,在台风登陆之前,长浪将首先到达沿海。长浪的这种特点,可以用来作为台风将要影响或登陆的指标。例如7203号台风于7月26日下午3时左右在山东半岛荣成县登陆,这个台风的路径很难报,当时一些常规预报方法都报这个台风将向东北方向移去。但7月24日和25日,登陆地区附近的石岛站都观测到长浪,尤其在25日上午,长浪比前一天有显著增强,并且还在继续增强中。预报员根据这一个征兆,提出了这个台风将影响或登陆山东半岛的可能性。

在台风登陆前后所引起的海潮(增水),主要是由于台风中的强风、台风中很低的气压以及大陆架浅海区和海岸地形特点共同作用的结果。静压计算表明,当气压降低1毫巴时,将使海面上升1厘米。台风中吹向海岸的强风对增水的作用,将比气压增水作用更明显。即使台风的强度和尺度相同,登陆地点不同,增水也不同。浅海、广阔的大陆架对海潮增水(或称风暴潮)的发展最为有利。关于浅海对风暴潮发展的有利作用,可从看出台风的移速C一般为3—5米/秒,当台风在远洋时,海水深度H=4000米左右,故C《gH,△ha=△h;当台风进入大陆架浅海区或登陆前后,海水深度急剧变浅,而台风移速的变化并不大,则动力潮位△ha将明显增大。如取H为5米,则△ha=2△h,,潮位升高一倍。可见浅海对风暴潮的发展很有利。如果确定了台风中气压场分布模式以后,便可以确定台风范围内台风风暴潮潮位(即增水高度)的分布。设台风中气压场分布的模式为式左端加减Po并经整理后得此式即△P和△P。分别是台风范围内r处和中心点的气压降低值(与外围环境比较)。

则得到移动性台风中气压分布所引起的海潮潮位沿径向的分布如以米为单位,则上式可写成上式中,m可从观测得出,其它值均为已知,于是给出了台风气压场引起的海潮潮位随向径r的分布。在海面由风速所引起的增水高度可写成Ay=BV²cosθ其中B为常数,θ为风速V的方向与引起最大潮位风向的夹角,V为距台风中心r处的风速。一个移动台风所引起的增水高度应为¹A=Ap十Aw即如以最大风速表达式代入,台风在其范围内某一点所引起的潮位(增水高度)与台风移速C、台风中心气压落差△P₀(或中心附近最大风速Vmax)、海水深度H(或大陆架在水面下位置)、某点与中心的距离、该点的风速V和风向θ等有关。当这些参数从观测得到后,即可得出潮位A沿径向r的分布。可以看出,台风越强,增水越大;台风尺度越大,台风引起的海潮影响范围越广。并且,台风中最大增水显然出现在台风中心附近,向四周是递减的。

如果台风登陆前后引起的风暴潮与天文高潮相叠加,这就会使海面水位暴涨,侵袭到沿海地区的内陆,从而酿成巨灾。因此,在台风预报警报中也应该做好风暴潮的预报。对台风海潮预报的方法,目前主要有三类:第一类为对比法(或称相似法),按一定的标准,选出历史样本。例如,以台风登陆地区、路径、移速、台风中心最低气压、最大风速、6级大风圈半径等对台风增水有重要影响的因子为标准,选出与本次台风类似的历史样本;用样本中台风增水的实测资料,与本次台风各参数进行具体对比分析,确定本次台风可能出现的增水值。再结合可能登陆地段的天文潮位,便以预报本次台风可能造成的增水,以及高潮水位出现的时间。第二类是统计法,根据海洋和气象的历史资料,以潮位高度作为预报量,以影响潮位关系很密切的一些参数,例如,台风中心的气压、风速、台风移速为预报因子,用回归分析、相关分析或判別分析等方法,建立.页报量和因子之间的统计预报方程或列线图,作为预报工具。然后再结合天文潮位,最后得到总的潮位预报。

这两种方法一般只适用于单站。对于不同的港口、不同类型的台风,要采用不同的统计预报方程。这种统计预报方法对历史上罕见的超级登陆台风并不适用。第三类是动力学方法,从海洋动力学观点出发,建立运动方程和连续方程的闭合方程组,并根据一定初边值条件求解。但由于非线性作用如何合理处理以及海面和海底切应力的确定有困难,过去这方面的研究成效并不明显,近年来已取得一定进展u。现在如能合理确定登陆地区附近的海岸剖面参数,以及对台风的登陆地点和强度能报得准,则很快可用动力方法算出增水高度。以上三种预报风暴潮的方法,在很大程度上都依赖于台风路径、台风强度和台风环境气压场的预报。海洋和大气的相互作用,在风暴潮的动力机制研究和预报问题上,占着十分突出的地位。在台风诸方面的问题(台风发生、发展、结构、路径和天气)中,台风天气的研究和预报水平目前还很低19.但随着路径、结构、強度変化研究的深入,以及开展台风中中尺度系统的观测、分析和不同尺度运动相互作用的机制研究,台风天气的预报水平必将会有明显提高。

台风大风区范围

台风大风区范围主要涉及台风影响区域内的海区和沿海地区,‌特别是台风中心附近及其外围的大风影响区域。‌台风的强度和移动路径决定了大风影响的范围和程度。‌以下是一些关键信息:‌

台风“格美”在加强为强台风级后,‌其中心位于我国台湾省宜兰县东南方大约505公里的洋面上。‌随着“格美”的移动,‌其大风影响范围包括黄海西南部、‌东海大部分及钓鱼岛附近海域、‌台湾海峡、‌台湾以东洋面、‌巴士海峡、‌南海东北部海域、‌台湾岛沿海、‌浙江沿海、‌福建沿海、‌江苏东南部沿海、‌上海沿海、‌长江口区、‌杭州湾等地区,‌这些地区将会有7-9级的大风,‌部分地区风力可达10-12级,‌而台风中心经过的附近海面或地区的风力更是高达13-16级,‌阵风可达17级以上。‌

在影响分析与建议方面,‌气象专家提醒,‌从今天夜间至26日,‌我省渔场和沿海海区将面临高风险的台风大风灾害。‌这强调了台风对海上作业平台及涉海、‌涉岛旅游的安全管理的重要性,‌同时沿海养殖设施需提前加固,‌以防范陆上强风对城乡基础设施和工程设施的危害。‌