台风的水分收支 台风的水哪里来的
导语:台风的水分收支并非一个简单的过程。它受到多种因素的影响,如台风的强度、速度、路径等。台风与周围环境的相互作用也会对水分收支产生影响,例如,当台风经过干旱地区时,其携带的大量水汽可能会导致当地出现短暂的降水增多现象;而当台风经过湿润地区时,则可能会与当地的降水系统相互作用,产生更加强烈的降水,接下来就一起去看看台风的水哪里来的吧!
台风的水分收支
台风
台风是热力推动的环流系统,它的主要能源是水汽凝结释放的潜热。这种加热作用造成了的暖心,建立气压梯度,以后又依靠气压梯度产生和维持台风的巨大风力。在台风降雨区中,凝结潜热的释放不是均匀的,往往是集中在台风眼区四周的环状眼壁区和一些狭窄的螺旋带中。
在潜热向上输送中,高大的积云塔起着主要作用。根据Palmén和Riehl13的估计,由积云活动释放的潜热量大约是101³卡/秒。在台风内还有非对流性降水。当台风内区的温度递减率接近湿绝热递减率时,对流性降水大大减少,非对流性降水明显增加。Hawkins和Rubsam²曾指出非对流性降水对台风总降水的重要贡献。除了凝结潜热外,感热的输送也是台风的能源之一,但其量值一般比凝结潜热小得多,所以在台风能源供应中不占主要地位。一般根据台风的降水量可以估计台风凝结潜热的释放量。
而降水量的大小与台风内水汽的来源有密切的关系。BrooksI3曾对登陆飓风的水汽流入和实测降雨量作过比较,Kuriharal4根据台风数值模式也分析了凝结潜热与边界层中水汽辐合的关系,结果得到在1.2公里以下通过100公里半径处圆柱面的水分流入与100公里内平均降水率的相关系数为0.75.稳态台风中水汽的来源可分两部分:一部分是海面的蒸发;一部分是的水平辐合流入。Palmén,Riehl曾对平均热带气旋的潜热流入和海面蒸发等项作了计算,他们得到:潜热流入是55.4×10¹0千焦耳/秒,而感热、蒸发和辐射冷却总共是1.0×10~0千焦耳/秒。后来又有人5.6]分别计算了一些飓风的水分收支,结果也得到,来自海面的潜热只占水汽水平辐合的12—54%。
因而由上面计算结果可得,台风的主要能源是来自潮湿边界层中水汽的侧向流入,而不是直接来自海洋的蒸发。但是上述水分收支都是在十分小的海区内(离台风中心约150公里半径区域内)计算的,当计算区的半径增加时,洋面蒸发与水汽水平输送之比也应增加。半径大于500公里时,洋面蒸发就成为主要水汽源。如果台风的范围取到1500—2000公里,这时台风可看作一个闭合系统,其中的降水基本上等于洋面蒸发。这说明台风外区的蒸发过程是十分重要的。台风数值试验也证明了台风外区蒸发的重要性。OoyamaI⁸3.Kurihara都指出了这一点。
据上述台风内水分收支的计算可把台风内水分收支过程说明如下:在台风外区,从对流层中上部有弱的下沉空气,这种下沉空气是干而暖的,θ.比较低(温度虽然高,但水分含量少,所以θ.低)。这些空气在流入到内区(300公里以内)之前必须从洋面吸收水汽以把θe提高到足够高的值,这样才能获得必要的浮力以维持对流,这主要是通过台风外区的蒸发过程完成。在台风内区,水汽大多从外区水平输入,但蒸发仍是一种水汽来源,其作用也是不可忽略的,它可把低层流入空气的θe值进一步增高或保持不变。因为当空气在内区向中心流动时,由于气压向内降低,流入空气发生膨胀冷却而使θ.降低,但这时内区的蒸发可增加流入空气的水汽含量,使θ.升高。
流入内区的水汽以后在台风中心区(主要是在眼壁区)向上输送,其中大部分凝结,并作为降水下落,仅一小部分水汽,液态水、冰晶在高空随流出气流输出到流出层或周围环境中去。水汽收支过程通过形成台风的暖心来影响台风的强度。根据台风内温度局地变化的分析,暖心的形成是几个因子相互作用的结果。温度平流项一般为正(增加温度),但由绝热上升造成的冷却项比较大,所以这两项和常常为负值。在台风内部,温度的扩散作用一般很小,可以不予考虑,因而前两项(负值)与凝结加热(正值)之间的不平衡决定了台风温度的变化。
为了使台风内部增暖,应使凝结加热项大于前两项之和。凝结加热在很大程度上决定于积云浮力的大小,而积云浮力又决定于地面空气的θe值。如前所述,通过洋面蒸发可增加低层空气的水分含量,从而维持边界层的空气有十分高的θe值,这样,即使在台风内部静力稳定度增加时,也能使积云对流不断进行,加热增加,风暴加强。
台风
台风的水哪里来的
台风的水主要来自热带海洋的高温和充沛的水汽。
台风的形成和维持需要两个基本条件:一是较高的海洋温度,二是充沛的水汽。在温度高的海域内,当大气中发生一些扰动,大量空气开始往上升,使地面气压降低。这时,上升海域的外围空气就源源不绝地流入上升区,又因地球转动的关系,使流入的空气像车轮那样旋转起来。当上升空气膨胀变冷,其中的水汽冷却凝成水滴时,要放出热量,这又助长了低层空气不断上升,使地面气压下降得更低,空气旋转得更加猛烈,从而形成了台风。因此,只有在热带的海洋上才是台风生成的地方。
台风带来的降水现象,即台风雨,是台风活动带来的降水。在台风的涡旋区内,由于上升气流的存在,整个涡旋区都有降水存在。特别是上升运动最强的云墙区,降水量最大。螺旋云带中的降水量已经减少,但有时也会形成暴雨。台风眼区气流下沉,一般没有降水2.台风通过其强风和低气压的作用,还能引起风暴潮,使海水向海岸方向强力堆积,潮位猛涨,造成沿海地区的洪水灾害。