海面温度对台风强度的影响 海面温度对台风有影响吗
导语:海面温度对台风强度的影响是一个复杂而显著的自然现象,我们必须认识到,海面温度是台风生成和发展的重要因素之一,当海面温度较高时,海水蒸发速度加快,导致大气中的水汽含量增加,这为台风的形成提供了充足的水汽来源,那么海面温度对台风有影响吗?下面就去了解了解吧!
海面温度对台风强度的影响
大海
台风发生在暖的洋面上。一旦离开暖洋面台风就要衰亡。为了使热带气旋达到台风强度,海温必须大于26.5℃,观测事实早就证明了这一点。海面高温和丰富的水汽来源使边界层达到足够高的θ.值,这是维持台风内部对流和加热所必需的。
海面温度对的影响主要有两个方面:一是影响热带气旋的形成和强度;一是影响台风的移动路径。Fisher¹³曾研究11个大西洋飓风与海温的关系。他的结果虽然不是完全肯定的,但有明显的迹象表明,飓风经常在较暖的洋面附近形成,并经常沿着最暖海水区路径移动,当它们移到较冷的水面上时经常减弱。Perlrothl4-61分析了另外5个大西洋飓风,进一步肯定了Fisher的结果,他得到飓风在暖水面上加强,在冷水面上减弱的结论。数值试验研究也肯定海温对台风强度变化的影响。Sundqvist得到,模式台风对海温的变化很灵敏。
当海温下降时,最大风速也下降,当海温上升时,最大风速增加。如果将海面温度变化范围取实际观测到的数值,台风中最大风速变化范围约有15—25%。Ooyama对不同海温值和海温分布的不均匀性对台风的强度影响作了试验。他取海温(T₅)为25.6℃代表低温的情况,这时扰动不能发展到台风强度。以后,他先取T,=27.5℃,试验了134小时,其后突然增大2℃,又突然减小2℃,这时最大风速也相应很迅速的增减。这也说明台风的强度对海面温度变化的反应是很迅速的。
关于海面温度分布不均匀的影响,Ooyama分几种情况进行试验。C₁—C₃表示台风中心地区处于暖水面上,而外围环状地区处于冷水面上。结果表明海温不均匀分布影响台风的范围大小及台风风力强度的范围。当暖水区较小或外围较冷时,台风的范围较小(指最大风速半径比较小)。这种结果是不难理解的。在A和C₁情况下,空气向中心运动时,有充分的时间可以吸收来自内部暖区的热量和水汽,空气在到达眼壁的对流区之前,θ。值已增高到很大。如果在r>150公里以外是冷区(如C₂,C₃的情况),从150公里以外流入的空气θ.值较低,而它们在冷海面上不能补足水汽以提高θe值,在进入暖区后,θ.虽可很快增加,但由于暖区范围太小,θ。值不会达到与A,C₁情况相同的值,因而台风不能维持与A,C₁同样大的湿对流区。
Perlroth曾研究过1901—1965年大西洋与海面和海温垂直梯度的关系,发现96%达到飓风强度的风暴出现在海面温度大于26℃区域,90%飓风生成于海面和60米深处水温气候差值△T≤7°F的区域,只有4%飓风生成的地区△T>15°F。NamiasS⁷3用海温异常来解释1968年大西洋飓风活动特别少的原因,发现在这年夏秋季,大西洋海温特别低,其最大距平达到—8.5°F。冷水至少可以伸展到100米深处,8月份水温几乎与冬季最小值相近。Carson[8]分析1965—1969年热带大西洋海面温度与7—9月热带风暴形成数之间的关系,发现海温与飓风发展或加强频率间有明显的关系。在飓风活跃的年份,海面温度较高,反之温度较低。有人在研究南海地区多台风年(1973年)的背景条件时指出,南海地区前期海温偏高是一个重要因子。
Namiasf⁹也指出,1972年6月发生在加勒比海地区的一个飓风(Agnes)与前期高海温分布也有一定关系。相反,有人在研究南海多台风年和少台风年海温分布的差异时,并没有发现有什么不同,结果与前述并不一致。Riehl[10]在计算大西洋50年月平均洋面温度距平时,发现只有在5年或5年以上的时期,洋面温度才与飓风发生频率和路径有正相关。这些结果表明,有关台风活动和海面温度的关系,还需要做更多的研究。海面温度对热带气旋固然有影响,反过来热带气旋对海面也有影响,并且受影响后的洋面对以后台风的强度和天气有一定的作用。近年来这个问题已引起人们的重视。有一些热带气象工作者认为台风对海温的影响不大,但Jordan和Frank[11],Jordan[2]不同意这种看法。
他们对西太平洋14个台风进行研究,以台风路径为中心,取宽度为1100公里区域,求出台风通过前7天和后7天海面平均温度距平差,发现7个强台风经过后该区域中平均距平差为—0.9F,7个弱台风平均距平差为一0.4F,由此可见,台风过后可以引起大范围洋面温度下降。Hazelworth¹3]根据墨西哥中部的浮标站(Normand,25°N,90°W)所得到的资料,对10个飓风进行了研究,他发现三个飓风在通过浮标站海面温度下降6.4°F。海面温度下降最低值出现在飓风过后3天。飓风过后平均10天左右,海面温度又恢复到正常值。上面的研究指出,在台风过后洋面会出现低温区,这种出现在台风后面的冷水区,叫“冷尾流”。冷尾流对以后的台风活动有一定的影响,会使其后面的台风减弱,或使其路径发生变化。
关于冷尾流形成的物理原因,主要是由海水上翻所造成,Leipperf¹4曾发现,1964年9月30—10月4日当Hilda飓风通过墨西哥湾时,飓风后部海面冷却值达9F左右。海洋热力结构在垂直方向可以分为三层:
(1)混合层,最靠近海面,其深度约50米。因混合过程使这种温度垂直分布近于常数,与海面温度相近。
(2)斜温层,位于混合层之下,这层水温随深度增加而降低。
台风
(3)斜温层之下为深层常温层。这层受外界热量因素变动影响小,水温垂直分布又近于常数,飓风中强烈的气旋性环流迫使海面暖水从中心向四周流出,在它向外移动过程中发生冷却和混合作用,这是由于风对海水的机械作用和海洋在台风强风速作用下向大气输送较多的热量的结果。在离飓风路径一定距离处,由于外流的海水流速不断减小,与未受扰动或受扰动较小的海水产生辐合,导致下沉。下沉的海水可达到较深层次,以后又流向飓风中心区。在飓风中心区由于海面辐散作用,海水大量上升,不断地以深层冷水代替向四周外流的表层暖水。这种涌升到洋面的深层海水就形成了台风的冷尾流。海水是从60米左右的深度向上翻的。
Ramagel153根据1952年10月两个南海地区的强台风(Trix和Wilma)¹)的观测,也得到了台风海面影响的类似结果。数值试验研究[16.17也得到在台风中心有上翻流,外围有下沉流,上翻速度是时间和半径的函数。当台风力作用海洋4.5小时以后,出现上翻流,7小时后上翻速度达最大值,约为0.25厘米/秒,并随时间增加。上翻流由台风中心向四周扩张,但较强的上翻流只出现在最大风速半径2倍以内的地区,在离中心200—300公里处有微弱的下沉流。海水温度是决定台风移动和发展的重要因子,所以在作台风预报时应该考虑台风冷尾流对后移过来台风的影响。
Brand¹8]根据57次台风个例分析发现,当尾随台风穿过先前台风冷尾流的时候,是不利于其加强的。但是在实际预报中情况往往是复杂的,有些尾随台风并没有表现有什么减弱。Ramage曾分析过1952年10月两个在南海地区的尾随台风就是如此。例如沿着Trix台风尾部冷水区移动的Wilma台风一直在到达中南半岛前都很强,但海温差别大(6°F)。这表明冷尾流对Wilma台风强度并没有什么影响。Ramage认为,在这些台风活动中海温变化的影响可能并不是主要的,其它因子如环流的变化,上部对流层的通风作用等是决定台风强度变化的主要因子,它可使海温的作用减小或抵消,因而显现不出来。后来他在分析1970年10月类似的一组秋季台风中证实了这种看法。
海面温度对台风有影响吗
海面温度是影响台风形成和强度的重要因素之一。热带海洋上的海水因受太阳直射而温度升高,使得海水容易蒸发成水汽散布在空中。这种高温高湿的空气有利于台风的生成和发展。具体来说,海面温度通过以下几个方面影响台风:
提供能量:海洋的高温高湿水汽携带巨大潜热,当这些水汽被输送到大气上层时,潜热的释放转化为动能,从而增强了台风的强度。因此,海洋温度的升高为台风提供了更多的能量,使其强度增加。
影响台风的生成:海面温度的升高有助于形成更多的热带扰动,这些扰动是台风生成的起点。当海面温度达到一定阈值时,这些扰动可以发展成为热带气旋,进而形成台风。
影响台风的路径和强度变化:海洋温度的分布和变化会影响台风的路径和强度变化。例如,海洋温度的空间分布不均会导致台风路径的偏移,而海洋温度的持续升高则可能导致台风强度增强和寿命延长。
影响台风的“北移”趋势:全球变暖背景下,海洋温度的升高导致台风活动范围向两极移动的趋势加剧。这意味着台风不仅在地理分布上向北扩展,而且在强度上也表现出增强的趋势。