问题一
为什么台风能够拥有强劲的动力,而且可以远距离移动,从低纬度来到中纬度地区,登陆之后还会持续一段时间才会消亡呢?
这是因为,在海洋上,它持续地将低层的暖湿空气吸进这个涡旋之中。空气在上升过程中,温度会降低,升到高层的时候,水汽就会凝结,并释放出大量潜热。高层空气受热之后密度发生改变,形成相对周围的高气压,气流由中心向外流出,促使低层周边暖湿气流汇合进来。因此,只要台风是在海洋上移动,水汽就会源源不断地涌进来,并在高空凝结释放潜热。这决定了一个中等强度的台风会拥有比原子弹爆炸大得多的能量,故而能维持巨大的台风涡旋,并且向着陆地移动。
作为能够远距离移动的涡旋系统,台风往往经历“长途跋涉”才登上陆地。在此之前,它们在海上吸收暖湿空气,同时释放能量,一路“兴风作浪”。如果从太空中往下看,台风就像一个正在地球上空旋转的“陀螺”。一般来说,一个台风的直径可达上千千米,厚度可达10千米以上。
问题二
当台风接近陆地或登陆后,由于失去海洋水汽源,台风涡旋就会减弱。但为什么有时候,台风会突然引发异常的暴雨天气呢?
这是因为,在有些时候,台风可以从临近的另一个台风涡旋里,或者从西南气流带的暖湿空气中,大量吸进了暖湿空气。这种“能量营养”的供应,有可能让一个将要消亡的涡旋重新变强,从而导致了台风登陆过程中的异常暴雨。
举两个例子。
2009年,中国台湾遭遇了历史罕见的暴雨、洪水灾害。这些灾害,就可以归因于当时来到台湾岛附近的“莫拉克”台风,与西侧的“天鹅”台风发生了联系。这两个台风涡旋之间发生了传输水汽的情况,导致了台湾省的水灾。
2012年夏天北京市的“7·21”特大暴雨,其实也和台风活动有关。当时,华北地区北侧是中纬西风槽涡旋系统,北京位于槽前,南侧中国东南沿海的台风涡旋与孟加拉湾热带气旋的暖湿水汽流亦汇合在北京区域,形成了水汽聚合的多支强水汽输送特殊通道。这种“三涡”共存并相互影响的局面,为局地暴雨形成的中小尺度系统,以及强对流、不稳定大气结构共同作用提供了动力因素与暖湿水汽等条件,才造成了这场特大暴雨,给北京人留下了难以忘怀的记忆。
专家:徐祥德,气象学家,中国工程院院士。长期探索大气动力学理论,从事台风与暴雨、高原水份循环影响、城市大气环境与边界层等领域应用研究