台风是如何形成动画的?
台风是怎么形成的?台风是一个深低压系统,由一个弱热带涡旋发展而来。每年夏天都是台风最频繁的时候,给人们带来经济损失。我们来看看台风是如何动画化的。
台风是怎么形成的?动画1一般来说,台风的发生需要具备以下基本条件:
1.首先要有足够宽阔的热带海洋表面,这不仅要求海水表面温度高于26.5℃,而且要求在60米深的一层海水中,水温也要超过这个数值。其中,浩瀚的海洋表面是台风形成的必要自然环境,因为台风中空气分子之间的摩擦平均每天要消耗365,438+000-4000卡/厘米**2的能量,而这种巨大的能量只能由浩瀚的热带海洋释放的潜热来供给。
此外,围绕热带气旋旋转的强风会使海水在中心周围翻腾,甚至在气压下降很低的台风中心海面会鼓起,然后向四周扩散,所以海水会从台风中心四处翻腾。在台风中,这种海水翻腾现象可以影响60米的深度。
在海水温度低于26.5℃的洋面上,由于热能不足,很难维持台风。为了保证在这个翻滚过程中海面温度始终在26.5℃以上,这个温水层必须有60米左右的厚度。
2.在台风形成之前,事先肯定有一个弱热带涡旋。我们知道任何机器的运转都要消耗能量,这就需要能源。台风也是“热机”。它在那里以如此巨大的规模和速度旋转,消耗了大量的能量,所以它需要一个能源。台风的能量来自热带海洋中的水蒸气。
在一个预先存在的热带涡旋中,涡旋内的气压低于其周围的气压,周围的空气携带大量水汽到涡旋中心,在涡旋区产生上升运动;湿空气上升,水汽凝结,释放出巨大的凝结潜热,可以使台风运行。
因此,即使有高温高湿的热带洋面供应水汽,如果没有空气的强烈上升和潜热的凝结释放过程,台风也不可能形成。因此,空气的上升运动是产生和维持台风的重要因素。但必要条件是先有一个弱热带涡存在。
3.应该有足够的地球自转偏转力。因为赤道的地转偏转力为零,逐渐向两极增大,所以台风位置距赤道约5个纬度。由于地球的自转,产生一种改变气流方向的力,称为“地球自转偏置力”。
在旋转的地球上,地球的自转使得周围的空气很难直接流入低压,而是沿着低压的中心逆时针旋转(在北半球)。
4.弱低压以上,高低空风向风速差异较小。这种情况下,上下气柱协同作用,高空热量容易积聚,从而升温。一旦气旋生成,摩擦层上方的环境气流将沿等压线流动,上层的增温作用可以进一步完成。20 N以北地区,气候条件发生了变化,主要是高层风力很大,不利于增温,台风不易出现。
台风是如何形成的?动画2:它形成的原因
台风的形成需要以下条件:海面水温在26.5℃以上;某一正涡度初始扰动;环境风在垂直方向的切变很小;低压或云扰动离赤道至少有几个纬度。因为现在人们对台风的形成并不完全了解,上面的列表只是台风形成的必要条件。
台风初始阶段为热带低压,从初始低压环流到中心附近最大平均风力一般需要2天左右,慢的只需要三四天,快的只需要几个小时。在发展阶段,台风不断吸收能量,直到中心气压达到最低值,风速达到最大值。台风登陆后,在地面摩擦力和能量供应不足的共同影响下,会迅速减弱死亡。
虽然每个台风形成区达到的强度不同,但人们从大量的台风发生发展的观测资料中,总结出了台风形成所必需的几个基本条件。到2020年,学术界已经认识到四点:
(1)有一个预存扰动。
台风都是从预先存在的热带低气压扰动发展而来的。据我国统计,西太平洋-南海地区的热带气旋来自热带辐合带的4个初始扰动,占80% ~ 85%;东风波,约占10%;中高纬度长波槽中的切断低压,或高空冷涡,约占5%;斜压扰动,占不到5%。
(2)温暖的洋面,海水温度高于26.5℃
热带海洋上下层大气的温度和湿度主要是由海面水温决定的。SST越高,低层大气温度和湿度越高,潜在不稳定越明显。台风形成于SST ≥ 26 ~ 27℃的暖洋面。一般来说,全球热带海洋表面全年都满足这个条件,只有赤道东南太平洋的海温常年≤ 26.5℃,这是这里没有台风的主要原因。
(3)生成位置一般在离赤道5个纬度的地方。
地转参数的影响有利于气旋性涡旋的形成。在不考虑摩擦和忽略倾斜项的情况下,等压坐标系中的涡度方程如下:
公式表明,对于给定的辐合值,涡度随时间的变化与绝对涡度成正比。在赤道,f=0,如果扰动的相对涡度也为零,那么无论辐射多大,扰动的涡度都不会增加。在远离赤道的f≠0区域,辐合可以引起涡度的增加,对于同样的辐合,离赤道越远,涡度的产生率越高。
所以台风都是在离赤道五个纬度的热带海洋上生成的,只有少数西北太平洋的台风是在3° n附近生成的,而赤道附近三个纬度以内很少发现有台风生成。
(4)整个对流层风的垂直切变较小。
对流层风速的垂直切变决定了在一个初始热带扰动中分散的对流释放的潜热能否集中在一个有限的空间内。如果垂直切变很小,上下空气的相对运动很小,凝结释放的潜热总是在有限的范围内加热同一个空气柱,使其迅速升温形成暖中心结构,初始扰动迅速发展形成台风。
另一方面,如果上下切变变大,潜热会迅速输送出扰动区,不可能形成暖结构和台风。需要强调的是,这些条件只是必要条件,不是充分条件。
台风是如何形成的?动画3台风的利与弊
利益
在我国沿海地区,几乎每年夏秋季都有台风或多或少地袭击我们,生命财产损失不小。作为一种灾害性天气,可以说一提到台风,没有人会对它表现出好感。然而,任何事物都具有双重性。台风给人类带来了灾难,但是如果没有台风,人类会更加痛苦。科学研究发现,台风对人类至少有以下好处:
首先,台风给人们带来了丰富的淡水。台风给中国沿海、日本海沿岸、印度、东南亚和美国东南部带来大量降雨。
其次,赤道附近的热带亚热带地区日照时间最长,干热难以忍受。如果这些地区没有台风来散热,那里会更热,地表沙荒会更严重。同时,寒带会更冷,温带会消失。中国不会有昆明那样的春城,也不会有四季常青的广州,“北大仓”和内蒙古草原也将不复存在。
第三,台风最高时速可达200多公里,所到之处,无所不摧。这种巨大的能量可以直接给人类造成灾难,但也让地球保持热平衡,让人类安居乐业。
第四,台风还可以增加捕捞产量。台风每吹一次,就翻江倒海,把河底和海里的养分卷起来,饵料增加,吸引鱼向水面附近聚集,渔获量自然增加。
据统计,包括中国在内的东南亚国家和美国的台风降雨量占这些地区总降雨量的1/4以上,所以如果没有台风,这些国家的农业困难是不可想象的;此外,台风在调节地球热量和维持热量平衡方面发挥着重要作用。众所周知,热带地区接受的太阳辐射热量最多,因此气候也最热,而寒冷地区则正好相反。
由于台风的活动,热带地区的热量被分散到高纬度地区,使寒冷地区的热量得到补偿。如果没有台风,热带地区的气候会越来越热,而寒冷地区的气候会越来越冷,自然地球上的温带将不复存在,许多植物和动物很可能会因为难以适应而灭绝。
灾难
台风灾害主要发生在台风登陆前后。台风造成的直接灾害通常由大风、暴雨和风暴潮引起:
一个是大风。
台风风速大多在17m/s以上,甚至在60m/s以上..据测量,当风力达到12时,垂直于风向的平面上每平方米风压可达230公斤。所以,超强台风来的时候,强风和它引起的巨浪可以把沿海的船只抛起来甚至击碎,也可以把巨轮推向内陆;也足以破坏甚至摧毁陆地上的建筑、桥梁和车辆。
特别是在建筑物没有加固的地区,破坏更大。强风还可以将碎片吹到空中,使其高速飞行,危及行人的生命财产安全,使室外环境非常危险。
二是暴雨。
台风登陆时,降雨中心一天可降100 ~ 300mm,甚至500 ~ 800mm的暴雨。台风和暴雨引发的洪水灾害来势凶猛,破坏力极大,是最危险的灾害。
三是风暴潮。
当台风向陆地移动时,由于台风风力大,气压低,海水向海岸方向强烈积聚,潮位急剧上升,水波向海岸铺天盖地。强台风的风暴潮可使沿海水位升高5 ~ 6米。
风暴潮若遇到天文高潮位,可产生高频潮位,导致洪水,海堤决口,毁坏房屋和各种建筑设施,淹没城镇和农田,造成大量人员伤亡和财产损失。
此外,台风的这些灾害还容易诱发城市内涝、房屋倒塌、山洪泥石流等次生灾害。