臺(tái)風(fēng)能量
臺(tái)風(fēng)能量是臺(tái)風(fēng)中水汽凝結(jié)釋放出來(lái)維持臺(tái)風(fēng)環(huán)流的能量。臺(tái)風(fēng)渦旋的巨大能量來(lái)源于其中水汽上升凝結(jié)所釋放的潛熱。
定義
【臺(tái)風(fēng)能量】(tsphoon energy)臺(tái)風(fēng)中水汽凝結(jié)釋放出來(lái)維持臺(tái)風(fēng)環(huán)流的能量。
臺(tái)風(fēng)渦旋的巨大能量來(lái)源于其中水汽上升凝結(jié)所釋放的潛熱。一些計(jì)算表明,在一個(gè)中等強(qiáng)度的臺(tái)風(fēng)中,每天放出的熱量約為:2.0一6.0X1019J這相當(dāng)于16X1012kw?h/d。有人估算,一個(gè)臺(tái)風(fēng)的能量相當(dāng)于幾顆原子彈的能量。
臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)

臺(tái)風(fēng)內(nèi)各種氣象要素和天氣現(xiàn)象的水平分布可以分為外層區(qū)(包括外云帶和內(nèi)云帶)、云墻區(qū)和臺(tái)風(fēng)眼區(qū)三個(gè)區(qū)域;鉛直方向可以分為低空流入層(大約在 1公里以下)、高空流出層(大致在10公里以上)和中間上升氣流層(1公里到10公里附近)三個(gè)層次。
在臺(tái)風(fēng)外圍的低層,有數(shù)支同臺(tái)風(fēng)區(qū)等壓線的螺旋狀氣流卷入臺(tái)風(fēng)區(qū),輻合上升,促使對(duì)流云系發(fā)展,形成臺(tái)風(fēng)外層區(qū)的外云帶和內(nèi)云帶;相應(yīng)云系有數(shù)條螺旋狀雨帶。
卷入氣流越向臺(tái)風(fēng)內(nèi)部旋進(jìn),切向風(fēng)速也越來(lái)越大,在離臺(tái)風(fēng)中心的一定距離處,氣流不再旋進(jìn),于是大量的潮濕空氣被迫強(qiáng)烈上升,形成環(huán)繞中心的高聳云墻,組成云墻的積雨云頂可高達(dá)19公里,這就是云墻區(qū)。
臺(tái)風(fēng)能量結(jié)構(gòu)
臺(tái)風(fēng)渦旋的巨大能量來(lái)源于其中水汽上升凝結(jié)所釋放的潛熱。臺(tái)風(fēng)中最大風(fēng)速發(fā)生在云墻的內(nèi)側(cè),最大暴雨發(fā)生在云墻區(qū),所以云墻區(qū)是最容易形成災(zāi)害的狂風(fēng)暴雨區(qū)。
當(dāng)云墻區(qū)的上升氣流到達(dá)高空后,由于氣壓梯度的減弱,大量空氣被迫外拋,形成流出層,只有小部分空氣向內(nèi)流入臺(tái)風(fēng)中心,并下沉,造成晴朗的臺(tái)風(fēng)中心,這就是臺(tái)風(fēng)眼區(qū)。臺(tái)風(fēng)眼半徑約在10~70公里之間,平均約25公里。云墻區(qū)的潛熱釋放增溫和臺(tái)風(fēng)眼區(qū)的下沉增溫,使臺(tái)風(fēng)成為一個(gè)暖心的低壓系統(tǒng)。
臺(tái)風(fēng)在低層主要是流向低壓的流入氣流。由于角動(dòng)量平衡,在內(nèi)區(qū)可產(chǎn)生很強(qiáng)的風(fēng)速,在高層是反氣旋的流出氣流。上下層環(huán)流之間通過(guò)強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái),這是臺(tái)風(fēng)環(huán)流的主要特征。
臺(tái)風(fēng)中最暖的溫度是由下沉運(yùn)動(dòng)造成的,它正出現(xiàn)在眼壁內(nèi)邊緣以內(nèi),這里有最強(qiáng)的下沉運(yùn)動(dòng)。在臺(tái)風(fēng)低層最大風(fēng)速半徑處,輻合最強(qiáng),最大風(fēng)速值半徑的大小隨高度變化甚小,并位于眼壁之中。
另外臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性也是今年來(lái)人們注意的特點(diǎn),分析表明,無(wú)論是在臺(tái)風(fēng)內(nèi)區(qū)和外區(qū)都有明顯的不對(duì)稱性,這種不對(duì)稱性對(duì)于臺(tái)風(fēng)發(fā)展和動(dòng)量及動(dòng)能的輸送等有重要的作用。
天氣尺度的臺(tái)風(fēng)是大氣中很強(qiáng)的動(dòng)能源,因而從能量上臺(tái)風(fēng)對(duì)大氣環(huán)流的變化和維持應(yīng)有重要的影響,這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)引起了人們的注意。在能量問(wèn)題上今年來(lái)有人還指出,角動(dòng)量的水平渦旋輸送在臺(tái)風(fēng)外區(qū)很重要;另外,在外區(qū)動(dòng)量的產(chǎn)生和輸送也很重要,它們?cè)谂_(tái)風(fēng)能量收支中不應(yīng)加以忽略,這些都與臺(tái)風(fēng)的不對(duì)稱性有關(guān)。