台风发生发展的预报方法 台风形成机制与避险攻略

导语：台风发生发展的预报方法，是气象领域一项至关重要的技术，其核心在于通过收集和分析各种气象数据，结合数值预报模型和专家的经验判断，对台风的形成、移动路径、强度变化等进行准确预测，下面就一起去看看台风形成机制与避险攻略吧！

台风发生发展的预报方法

台风

近年来我国沿海一些气象台站都在研究西太平洋台风形成的预报方法，Tse39最近也提出了西太平洋和南海台风形成的预报方法，现有的预报方法可分为四类：第一类，从东亚和西太平洋环流型的演变来预报台风的形成，这种方法着重分析台风形成前期大尺度环流背景条件。

第二类，寻找台风发生发展的预报判据和指标。这些判据和指标有的反映了大尺度环流条件，有的反映了台风形成的基本条件，有的反映了热带扰动本身的发展特征。这些判据和指标是根据预报员的实际经验或者是以理论研究结果为依据。

第三类是结合第一类和第二类的方法，即环流型加上预报判据和指标。环流主要说明台风形成的大尺度环流背景条件，但满足了这些环流条件，台风不一定发展，因而必须进一步再根据预报判据和指标进行判断。

第四类，利用卫星云图分析和预报台风的发生发展。在卫星云图上台风表现成明显的有组织云系。在不同的发展阶段常常对应不同的云型。因而根据台风云系的演变可以估计台风的发生发展趋势和强度。这类方法在第十三章将作专门介绍。广东气象台提出了南海台风发生发展的预报方法。首先对南海台风发生前一两天的500毫巴形势进行分类、综合，得出了按过渡季节与盛夏季节区分的有利于南海热带低压发展成台风的四类天气型式：即过渡季节的鞍形场型、盛夏季节的东风波型、东北西南走向辐合带型和东西走向辐合带型。用这些型式可以定性地判断南海热低压发展成台风的可能性。

其次为确定南海热带低压能否发展成为台风，用热力不稳定条件和冷空气的激发作用这两个因素作出预报南海台风发生发展的判别式。应用这些判别式比较客观地预报南海热带低压能否发展成台风。最后得到的南海台风发生发展的综合判别式为·K=6.604△T₂4+0.398D+0.71△(△θse)₂4—0.361△θse当K>-1.82时，不会有台风发生发展，K<-1.82时，有台风发生发展。上式中△T₂₄是850毫巴上温度24小时变化的平均值(105°—120°E间),能够代表低层冷空气的活动情况。D是低压中心与△T₂₄最大负值的距离。△θ₃=θ(700)一θ,(850),表示大气低层的热力稳定度。△(△θ₅)24表示热带低压生成日的低压中心△θ₃与前一天的个别变化，用来判断热力不稳定的变化。后来广东气象台等1)分析了1955—1974年5—11月158个热带低压的变化。他们据起报点当天的500毫巴、850亳巴和地面三层形势特点，用指标卡形势的方法进行分类。

由于季节不同，影响南海的主要天气系统不一样，形势差异较大，所以是按季节进行分类的，一共分成八大类。然后分别找出各类低压能否发展到台风的预报判据。如果预报发展，再进一步区分它的发展速度，分小于24小时和大于30小时发展成台风两种。中央气象台和中国科学院大气物理研究所研究了西太平洋和南海台风发生发展的预报方法。他们主要选取1967—1974年27个在近海发展的台风作了个例分析。因为一个台风能否发展，一方面决定于它所处的环境条件是否有利，另一方面决定于作为台风胚胎的热带扰动木身是否具有发展的可能性或潜力，所以可以把环境条件和扰动本身分开来进行分析研究。为此先概括出了六类有利于台风发展的大尺度环流型来表示扰动所处的环境条件。

每一类流型(有时包括两种副型)一般都给出台风形成前2天，前一天和当天的情况，以说明环流型的演变。这六类环流型包括东风波流型、热带辐合区单独台风发展流型、热带辐合区多台风发生流型，热带辐合区与东风波相互作用的流型、延伸槽形成台风的流型和冷空气作用下台风发展的流型。每一类都给出影响台风发生发展的主要天气系统的位置、强度和变化。对于高空(200毫巴)流型没有分类给出，只概括出几种有利于台风发生发展的高空流型。图4.58—图4.61是其中几种。有了上述高空和低空流型可以决定前期和当时扰动所处的环境条件是否有利，再根据环流型的一般演变，可大致预报出未来环流型的状况。对于扰动本身的变化从两方面分析。一是根据卫星云图分析扰动前期和当时的变化属于何种发展云型。

再根据一些云图指标判断扰动在未来是否有可能加强。另一方面是根据扰动的气压场、风场、天气区、变压等分布和变化确定其是否属于发展型。上两种分析应该常常是一致的。如都表明要发展，这时就可预报扰动本身也是加强的。如两者不一致时，须仔细分析和判断，由于海上一般观测资料稀少，这时可更注意云图的结果。根据上面环流和热带扰动两方面的分析就可以作出扰动发展的初步预报。如环境有利，扰动也是正发展的，可报发展。如环境不利，扰动也正在减弱，可报减弱。如遇两者不一致，例如环境有利，扰动正减弱或反之，这时在初步预报时不作出结果，保留到下一步再决定。第二步是根据一些预报指标作最后判断。预报指标包括四个方面，它们都涉及到台风形成的基本条件。首先是低层条件，主要包括热带辐合区的特征(宽度、切变强弱、东西风分布等),近赤道环流特征，冷空气强弱(春秋季)等。

第二是风场垂直切变的大小，当小于5米/秒时一般发展。第三是扰动区的热力不稳定。主要是位势浮力值的大小和变化。第四是高空辐散场的强弱和特征。有了上面四方面的指标，可以对初步预报结果作进一步判断。对于初步预报中保留的情况，现在据此也有可能作出明确的判断。例如扰动是发展的，但其环境条件不符合前述任一种有利环流型，这时如果满足了上述四方面两条或两条以上发展指标，也可报扰动继续发展。如果一条指标也不满足，可报减弱或不发展。这个方法仅仅是初步的，还有不少问题存在，例如主要问题是在出现几种情况不一致时，最后不易作出判断。因而值得今后进一步改进和验证。Tse对有关台风发生发展的各种条件作了概括。

台风

图中的数字表示台风发展的6个条件。其中前5个在§4.1和§4.2中已作过讨论。第6个条件是Ramage¹0提出的，它说明能量频散机制对台风发展的作用。当上游有对流层高空槽和气旋发展时，能量可以向下游频散，它们从源地以群速度传播，比原来的扰动传播速度要快，使下游高空对流层槽迅速加深，从而促使位于高空槽下方的或附近的低层扰动得以加深和发展成台风。在西太乎洋9或12公里高度，当在槽AA处气旋性涡度加强时，引起下游能量频散，使脊BB加深，以后再使下游槽CC加强。沿CC的降压能使低层气旋性扰动变成台风。

这个机制得到一些观测事实的支持，例如在世界上台风最多的地区是在西太平洋热带130°—150°E地区，这里大致正好是活跃的半永久性大洋中部槽的下游一个波长的位置(24个经度)。这是和低纬条件不稳定大气中热成风适应过程有关[40.假定有充分水汽供应的条件下，空气的上升递减率γ比饱和绝热递减率γm要大，这时这种适应过程的特征尺度为Lo:Lo=Bf-¹√T(r一rm)/2gT是温度，f是科里奥利参数。R是单位质量干空气的气体常数。适应过程的特征尺度是纬度和γ一Ym的函数。在初始阶段，如初始扰动的风场垂直切变的涡度比高低空之间(200—850毫巴)平均温度场的涡度大，它的水平尺度小于适应的特征尺度Lo,即：▽3(T₂50一W₇50)>f-▽(Φ₂s₀一Φ₇50)R₀

D=▽方(W₂5一47s₀)一V(Φ₂s₀—Φ7s₀)这个方法的程序如下：

(1)分析海面等温线，标出T≥27.0℃的暖海区。

(2)查看暖海区有无低层扰动，如在850毫巴以下的赤道槽之北或赤道槽切变线附近有无强气旋性切变，有无东风波或涡旋。在最近几张云图上有无云团存在。

(3)按以下步骤确定初始扰动R。的范围：(i)取最外一条闭合等压线的最小半径(纬距)。(ii)如表现为云团，则取云体平均半径，但应除掉卷云部分。(iii)如(i),(ii)条结果可疑，可取(i),(ii)的算术平均值。

(4)根据初始扰动的环流范围内任一上升曲线，从T一φ图上计算v—vm,并确定是否R₀D>0.发展到热带低压的强度;(ii)20>D>10.发展到热带气旋的强度;(iv)30>D>20.发展到强热带气旋的强度;(v)D>40.迅速发展到台风的强度;(vi)D>40.发展到强台风的强度。

(10)对以云团形式表现的初始扰动首先看它是否已变成风暴前身的云团(参看图4.64)。如这时D值为负，应根据(5)(iii)随时计算D值。

(11)从(6),(7)中，如存在有利发展的条件，但D值为负，也应密切注意发展情况并随时计算D值。根据香港气象台的应用经验，用这个方法预报的强度往往比实况强一级。另外，预报失败多发生在10>D>0的情况下。

台风形成机制与避险攻略

1、首先要有足够广阔的热带洋面，这个洋面不仅要求海水表面温度要高于26.5℃，而且在60米深的一层海水里，水温都要超过这个数值。其中广阔的洋面是形成台风时的必要自然环境，因为台风内部空气分子间的摩擦，每天平均要消耗3100-4000卡/厘米**2的能量，这个巨大的能量只有广阔的热带海洋释放出的潜热才可能供应。另外，热带气旋周围旋转的强风，会引起中心附近的海水翻腾，在气压降得很低的台风中心甚至可以造成海洋表面向上涌起，继而又向四周散开，于是海水从台风中心向四周围翻腾。台风里这种海水翻腾现象能影响到60米的深度。在海水温度低于26.5℃的海洋面上，因热能不够，台风很难维持。为了确保在这种翻腾作用过程中，海面温度始终在26.5℃以上，这个暖水层必须有60米左右的厚度。

2、在台风形成之前，预先要有一个弱的热带涡旋存在。我们知道，任何一部机器的运转，都要消耗能量，这就要有能量来源。台风也是一部“热机”，它以如此巨大的规模和速度在那里转动，要消耗大量的能量，因此要有能量来源。台风的能量是来自热带海洋上的水汽。在一个事先已经存在的热带涡旋里，涡旋内的气压比四周低，周围的空气挟带大量的水汽流向涡旋中心，并在涡旋区内产生向上运动;湿空气上升，水汽凝结，释放出巨大的凝结潜热，才能促使台风这部大机器运转。所以，既使有了高温高湿的热带洋面供应水汽，如果没有空气强烈上升，产生凝结释放潜热过程，台风也不可能形成。所以，空气的上升运动是生成和维持台风的一个重要因素。然而，其必要条件则是先存在一个弱的热带涡旋。

3、要有足够大的地球自转偏向力，因赤道的地转偏向力为零，而向两极逐渐增大，故台风发生地点大约离开赤道5个纬度以上。由于地球的自转，便产生了一个使空气流向改变的力，称为“地球自转偏向力”。在旋转的地球上，地球自转的作用使周围空气很难直接流进低气压，而是沿着低气压的中心作逆时针方向旋转(在北半球)。

4、在弱低压上方，高低空之间的风向风速差别要小。在这种情况下，上下空气柱一致行动，高层空气中热量容易积聚，从而增暖。气旋一旦生成，在摩擦层以上的环境气流将沿等压线流动，高层增暖作用也就能进一步完成。在20°N以北地区，气候条件发生了变化，主要是高层风很大，不利于增暖，台风不易出现。

上面所讲的只是台风产生的必要条件，具备这些条件，不等于就有台风发生。台风发生是一个复杂的过程，至今尚未彻底搞清。