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近日，臺(tái)風(fēng)“黑格比”來(lái)襲，致使狂風(fēng)巨浪，風(fēng)雨大作，沿海地區(qū)海浪和風(fēng)暴潮橙色警報(bào)同時(shí)拉響，可謂來(lái)勢(shì)兇猛。

臺(tái)風(fēng)這種災(zāi)害性天氣是如何生成的？其結(jié)構(gòu)是什么又是如何消亡的？請(qǐng)看以下王振東教授從流體力學(xué)角度的專業(yè)分析！

臺(tái)風(fēng)是誕生在熱帶海洋上風(fēng)速達(dá)到32.7米/秒以上的大氣渦旋，其半徑可達(dá)數(shù)百公里。它在不同地方有不同的稱謂：發(fā)生在西北太平洋和南海上的，稱為臺(tái)風(fēng)；在北大西洋、加勒比海、墨西哥灣以及東北太平洋上的，稱為颶風(fēng)；在印度洋和孟加拉灣上的，稱為熱帶風(fēng)暴；在澳大利亞，則稱為熱帶氣旋。

從流體力學(xué)的角度看，臺(tái)風(fēng)或颶風(fēng)的形成、發(fā)展加強(qiáng)、移動(dòng)、減弱和消失都是大尺度流體運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定的過(guò)程。

圖1 臺(tái)風(fēng)是大尺度流體運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定的過(guò)程

圖3 衛(wèi)星圖片揭示雨果颶風(fēng)嚴(yán)重破壞美國(guó)候鳥(niǎo)棲息地

臺(tái)風(fēng)生成的條件主要有以下三個(gè)：

地轉(zhuǎn)偏向力隨地理緯度的降低而減小，在赤道地區(qū)為零。所以緯度低于5°的海洋上沒(méi)有臺(tái)風(fēng)生成。一般認(rèn)為在緯度5°~20°之間，才會(huì)出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)。

圖4 熱帶氣旋在形成中

20世紀(jì)以前，臺(tái)風(fēng)命名是比較隨意的。1953年美國(guó)開(kāi)始用女性名字來(lái)命名臺(tái)風(fēng)。但由于臺(tái)風(fēng)是一種巨大的災(zāi)害，從而不斷受到婦女運(yùn)動(dòng)的反對(duì)，于是在1979年達(dá)成用一男一女的名字交替命名。事先擬好4列88個(gè)，輪流使用?？ㄌ乩锬染褪瞧渲幸粋€(gè)。

臺(tái)風(fēng)是結(jié)構(gòu)十分特殊的天氣系統(tǒng)，其中最特殊的是它有個(gè)臺(tái)風(fēng)眼。臺(tái)風(fēng)眼位于臺(tái)風(fēng)的中心，直徑一般10―50公里，多為圓形。眼區(qū)中氣流下沉，所以常常天氣晴好，風(fēng)速也很小。但臺(tái)風(fēng)眼的四壁是高聳的云墻（臺(tái)風(fēng)眼壁），一般厚幾十公里，是臺(tái)風(fēng)中上升氣流最強(qiáng)，風(fēng)雨最猛烈的地方。云墻內(nèi)外，咫尺之間天氣截然相反，卻又和諧地并存著，堪稱自然界中的一個(gè)奇跡。所以，當(dāng)臺(tái)風(fēng)來(lái)襲過(guò)程中，在臺(tái)風(fēng)眼區(qū)域突然風(fēng)停日出，人們往往以為臺(tái)風(fēng)已經(jīng)過(guò)去。實(shí)際上臺(tái)風(fēng)眼一過(guò)去，暴風(fēng)雨立刻重又襲來(lái)。臺(tái)風(fēng)眼內(nèi)雖是好天氣，但海上的浪潮卻非常洶涌。這是因?yàn)榕_(tái)風(fēng)中心的氣壓，和其四周比起來(lái)要低的緣故。因此在臺(tái)風(fēng)中心登陸的地方，往往引起很高的浪潮，造成很大的損害。

圖8 2004年3月28日形成于南大西洋上的颶風(fēng)

5  臺(tái)風(fēng)從生成到消亡的3階段

臺(tái)風(fēng)從生成到消亡一般經(jīng)過(guò)3個(gè)階段:

第一個(gè)是生成階段（大多數(shù)熱帶氣旋消失在這個(gè)階段，不能形成臺(tái)風(fēng)）。

第二個(gè)階段是成熟階段，一般有一個(gè)完整清晰的臺(tái)風(fēng)眼。此時(shí)臺(tái)風(fēng)中心氣壓達(dá)到最低，大風(fēng)和暴雨的范圍也達(dá)到最大。

第三階段是減弱消亡階段。西北太平洋臺(tái)風(fēng)的壽命一般2―7天，平均約124小時(shí)。

6  臺(tái)風(fēng)消亡的原因

臺(tái)風(fēng)消亡的原因主要有兩個(gè):

一是登陸后，切斷了海水潛熱能源供應(yīng)，加上陸地摩擦力大，大量消耗了臺(tái)風(fēng)的動(dòng)能。

另一是臺(tái)風(fēng)北上到達(dá)較高緯度地區(qū)后，進(jìn)入了冷空氣，熱帶氣旋變成溫帶氣旋而消亡。

所以我們經(jīng)常在氣象預(yù)報(bào)節(jié)目中聽(tīng)到：臺(tái)風(fēng)登陸后減弱為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，又減弱為熱帶風(fēng)暴，再減弱為熱常氣壓，從而結(jié)束了一次臺(tái)風(fēng)過(guò)程。

全球熱帶海洋上每年生成約80–100個(gè)氣旋。其中約36%發(fā)生在西北太平洋和南海上，這里是全球生成臺(tái)風(fēng)最多的海區(qū)之一。南大西洋熱帶海區(qū)，因?yàn)槟蠘O流來(lái)的冷洋流降低了水溫，因此不易發(fā)生臺(tái)風(fēng)。有人統(tǒng)計(jì)了42年資料，西北太平洋上共發(fā)生臺(tái)風(fēng)（包括熱帶風(fēng)暴）1178個(gè)，平均每年約28個(gè)。42年中登陸我國(guó)的臺(tái)風(fēng)（包括熱帶風(fēng)暴）共有297個(gè)，平均每年約7個(gè)，居世界各國(guó)的前列。

有時(shí)候，也能在電視臺(tái)氣象預(yù)報(bào)的衛(wèi)星云圖上，同時(shí)看到產(chǎn)生了兩個(gè)熱帶氣旋。

至今人們還不能準(zhǔn)確知道熱帶氣旋何時(shí)在何地形成，何時(shí)加強(qiáng)為臺(tái)風(fēng)，何時(shí)在什么地方登陸，行走途徑，以及其消失過(guò)程。只能根據(jù)衛(wèi)星云圖做出大致的預(yù)報(bào)。