导语:东风波对台风路径的影响是什么呢?在台风的形成与发展过程中,其路径往往受到多种气象因素的影响,其中东风波的作用尤为显著,而且东风波,作为一种常见的天气系统,其特性与台风路径的演变密切相关,对于预测和防范台风灾害具有重要意义,下面就一起去看看东风波是东风流场吗?
东风波对台风路径的影响
海洋
已经指出,西太平洋上的东风波与加勒比海上的很不一样。例如加勒比海常见倒V型云系的东风波,在西太平洋云图上很少见到。从云系判断,多见为倒逗点状或螺旋状的云团,说明在西太平洋上,东风波的发展经常能达到相当的规模。当这样的环流系
统移近台风时,对台风路径将产生显著的影响。东风波是天气尺度的热带环流系统。处于热带辐合区向极侧的东风带里,这条东风带位于太平洋高压的南侧。在西太平洋常见有三类东风波:即对流层中下层东风波,深厚对流层东风波和对流层中上层东风波。在西南季风爆发期,前两类东风波很少在南海和华南沿海出现。但在季风衰退期,这两类东风波才能向西传播到上述季风区,并影响东风波南侧热带辐合线上台风的移动。这种影响可概括为重位和错位两种方式。当东风波与台风在经线位置上重合时称为重位,当东风波位于台风以东或以西时称为错位。
1.重位影响
当东风波西移到台风北侧,并与台风同位相时,称为重位影响,重位影响将使台风周围的流场有一个突变,即台风北侧太平洋高压脊南侧牵引台风西移的东风显著减弱。这种变化将使台风内力运动相对增强,因此重位影响将使台风路径突然北折,移速也相应减慢。这种北折路径将使东风波对台风有吸引和合并的趋势。吸引和合并的作用,将造成两种可能的结果,一种是东风波与台风合并,成为一个系统;另一种是这两个系统重位以后,东风波又与台风分开,并向西移出,继续对台风施加错位影响。
2.错位影响
当东风波与台风位相错开时,称为错位影响,当东风波位于台风后部时,将使台风北侧牵引它向西移动的偏东气流改变为东北气流。从而使台风折向比其原来移向偏西或偏南移动。如果台风原来向西移动,则将折向西南移动。当东风波移到台风前方时,台风将受到东风波后东南气流的牵引,由原来重位时的偏北移动,折向偏西北方向移动。因此,当一个东风波从台风北侧自东向西掠过台风时,台风路径所受的影响可概括成一个三阶段的模式。第一阶段为后错位影响,使台风折向西南方向移动。第二阶段为重位影响,使台风北翘,折向偏北方向移动。第三阶段为前错位影响,使台风路径折向西北方向移动。台风路径受东风波影响之后,其路径的曲折变动是否显著,取决于东风波和台风的相对强度。尺度大、强度强、距离近的东风波,影响也较明显。东风波对台风路径的这种影响,实例不少,在本章蛇形路径和南海台风北翘两节中还将提到。
蛇形路径的环流背景
蛇形路径产生的次数不多,从1949—1974年,比较典型的共16次,这16次路径总的趋势可以分成两类,即北移过程中的东西摆动和西移过程中的南北摆动。另外有一次在转向以后出现了蛇形路径。从这个表可以看出,蛇形路径集中出现在盛夏7.8.9三个月,这三个月中北上蛇形路径占了75%。另外还可以看到,秋季不出现北上蛇形路径,一般都是西移蛇形路径。春季基本上不出现蛇形路径。根据普查和分析,我们对产生蛇形路径的环流特点,概括为下面四个模式。
1.均匀气压场中的摆动
7.8.9三个月是一年之中热带海洋上气压分布最均匀的季节。这时太平洋高压脊的位置在全年中最北,西风急流远在40°N以北,热带广阔洋面上基本气流很弱,那里气压场基本是均匀的。一个发展的台风在均匀气压场里运动,就可以用方程和来描述,由它的解——和表明,台风将在均匀气压场里产生摆动,即蛇形路径。1958年7月15—22日的台风是一个在均匀气压场里摆动的典型例子。这个台风15日发生于菲律宾以东的洋面,以后就向北偏西方向移动。在台风活动过程中有一个很强的高压从日本海一直向西移动,17日20点移到渤海,与台风相距25个纬距之远。19日20点移到华北,与台风相距仍有20个纬度。在台风周围基本气流很弱,没有一支主要的基本气流支配台风移动,气压场完全满足方程和的条件。这个台风在登陆日本以前一边北移,一边东西来回摆动。台风在均匀气压场里路径的摆动,其摆动周期较短,一般不到一天。
2.相反引导场中的摆动
当位于台风一侧的大型基本气流与相对一侧大型基本气流方向相反、大小相等时,作用在台风整体上的气压梯度力互相抵销。这个气压梯度力的纬向和经向分量对台风整体的积分效应同样为零,这种大型流场也满足方程和。在这种流场中的台风路径可由这两个方程的解和——摆线方程来描述。因此台风在相反引导场中也容易产生摆动运动即蛇形路径。西北太平洋上,相反引导场中的台风运动有两种型式,即南北高压带之间西移台风的南北摆动和东西高压带之间北上台风的东西摆动。下面对这两种型式分别讨论。第一种型式,南北两个高压带通常为太平洋副热带高压和南部的赤道高压或赤道缓冲带。这时台风的西移摆动路径经常出现于这两个高压带之间。比较典型的例子是1970年的13号台风。7013号台风生成于1970年10月11日菲律宾以东的太平洋上,以后向西移动。13日在菲律宾登陆。
热带辐合区以南的环流特点,在南海南部地区和西北太平洋南部地区不同。南海南部存在着一个较强的赤道高压,而西北太平洋的南部没有这样的高压,基本都是偏东气流。11—13日,在登陆菲律宾之前,台风在西太平洋上的这段路径没有摆动。13日以后,台风穿过菲律宾便进入到太平洋副热带高压和南海赤道高压之间的海面。太平洋高压南侧东风与赤道西风强度大致相同,台风中心到这两支气流的距离也大致相等。13日以后台风便进入到南海地区南北两支引导气流相反的流场,因此出现了一边西移、一边南北摆动的蛇形路径。第二种型式,东西两环高压带通常都是副热带高压,台风的北上摆动路径经常出现在东西两环高压之间。比较典型的例子是1974年的20号台风。这个台风于9月25日生成在巴士海峡南部,介于南海高压和西太平洋高压脊之间,这两个高压在台风东西两侧的基本气流方向相反,强度大体相等。因此这个台风于25日生成以后便产生了北上并东西摆动的蛇形路径。
台风
3.东风波对摆动的作用
东风波对台风路径的作用已于本章S9.5中讨论过。这种作用可分成后错位、重位和前错位三个阶段,并将引起台风路径的三次摆动。当一个台风连续地受到两个东风波先后作用,或者一个东风波对台风有反复作用时,台风就会多次摆动、形成蛇形路径。下面我们来看一个实例。1959年8月25日在关岛以北洋面上生成一个台风,这时有一个东风波从台风东北方移过来,出现后错位影响,使台风折向西南方向移动。26日东风波与台风重位,台风出现了北折摆动。27日东风波向西移过台风,产生前错位影响,台风又发生西折。一直到28日,东风波槽后的东南气流使台风向西北方向移动。这一段路径的摆动,完全符合台风路径受东风波影响的模式。28日夜间东风波移近我国台湾省以及沿海一带,受地形阻挡开始减速和停滞。因此正在向西北方向移动的台风与这个东风波第二次叠加,其路径受到第二次重位作用而明显北翘。
这次重位使东风波与台风完全合并,结合成一个统一的环流系统。东风波消失后,太平洋高压随之加强西伸,从而加强了东风气流对台风的牵引作用,使台风再次西折,出现第四次摆动,最后在我国台湾省登陆。在一个东风波反复作用下,使这个台风的移动形成了一条西移摆动的蛇形路径。这个例子形成的蛇形路径是在东风波流场强迫作用下出现的,是一种强迫摆动。相对这个意义来说,前两种蛇形路径,可以看成在弱流场中的自由摆动。另外,东风波和台风的相对位移每半个波长,台风出现一次摆动,摆动周期是较长的(可达1—2天)。因此强迫摆动周期要比自由摆动周期显著偏长。当预报这类蛇形路径时,要注意长波调整。在长波没有调整时期,太平洋高压较强而且稳定西伸。这个时期东风波对台风路径的影响,只能产生摆动,并不改变路径的总趋势。在这种情况下不要跟着摆动实况而轻易改变预报结论。但在长波调整时期,很可能东风波造成的其中某一次摆动,成为路径趋势根本改变(西移变成转向,或转向变成西移)的起点,在预报上要特别注意。当东风波从台风北部移过时,促使台风路径摆动。显然,东风波只能使西移台风南北摆动,并不能使北上台风东西摆动。
4.在不稳定流场中的摆动
当台风在流场多变的环境中移动时,台风移到不同位置,受到不同方向基本气流的引导因而使台风路径出现摆动,最后形成蛇形路径。这类蛇形路径显然是流场强迫作用造成的。1957年8月13日,有一个台风生成于菲律宾以东的太平洋上,以后向偏北方向移动,在北上过程中发生了东西摆动。从图中可以看出,台风纬度很低,而太平洋高压北抬到日本附近,台风中心与太平洋高压脊相距达23个纬距之远。这是13—16日台风环境流场的基本特点,即气压场均匀,气流很弱。台风在均匀气压场里北上摆动,三天之中,摆动将近4次。这个周期与均匀气压场里自由摆动的周期接近。16日以后转变为流场的强迫摆动。16日台风中心与太平洋高压接近到12个纬距,16—18日,台风连续两天西折,这受副热带高压南侧东风牵引的作用是明显的。
18日热带辐合线断裂,太平洋高压从台风东侧(热带辐合线断裂处)南落,东风减弱而南风引导加强,这时台风也有明显加强,这两种作用使台风18日以后又折向北移。19日从山东有一个高压入海,这个高压从台风北面经过,使台风再次西折,这两个变化如图9.50所示。山东高压从台风北面移过后,台风又受这个高压西侧偏南气流引导,向偏北移动,出现了16日以后的第四次摆动。这个台风先后出现了7次摆动,形成一条北上东西摆动的蛇形路径。18日以后,台风在流场强迫作用下出现摆动,其摆动周期一般为1.5—2.0天,这比16日以前自由摆动的周期显著偏长。不稳定流场的强迫作用,和东风波的强迫作用相反,东风波造成台风西移南北摆动,而不稳定流场一般造成北上路径的东西摆动,总的趋势台风是向北移动的。
但对于沿海岸北上台风产生摆动时,预报很困难。因为不知道其中某一次西折摆动,会不会使台风登陆。这种登陆过程的随机性较大。通过以上分析,蛇形路径的环流背景可归纳有下面几个特点。
(1)形成蛇形路径的原因有两种,即自由摆动和强迫摆动。在气压分布均匀、环境气流很弱的流场里,台风容易出现摆动路径。另外,在台风两侧基本气流互相抵销的流场里也容易摆动。这时摆动主要是台风内力和作用在台风整体上的科里奥利力相互作用的结果。这主要是内因的作用,周围环流系统对台风的强迫运动不明显。因此称为自由摆动。东风波从台风北侧移过以及台风周围基本气流不断变动,这两种情况都可能造成台风的强迫摆动。
(2)有三种情况容易造成台风北上并形成东西摆动的蛇形路径:即气压分布均匀、气流很弱的流场,台风在东西两环副热带高压之间运动以及基本气流连续多变的流场。有两种情况容易造成台风西移并形成南北摆动的蛇形路径:即当东风波从台风北侧移过或台风在带状副热带高压和赤道高压之间运动。
(3)蛇形路径中,强迫摆动的周期比自由摆动周期长,前者两天左右,后者一天左右。强迫作用的摆动幅度也比自由摆动幅度大。强迫摆幅具体由产生强迫作用的环流系统的尺度和移速决定。
(4)蛇形路径的预报问题,关键在于出现每一次摆动时,判别其是否可以复位,还是表明了路径趋势的转变。在长波稳定阶段,摆动一般可以复位,不变其总趋势;在长波调整阶段,某一次摆动可能成为路径趋势转变的起点,而不再复位。
东风波是东风流场吗
东风波是一种特定的天气现象,它指的是在热带对流层中层或低层的东风带中,自东向西移动的波状天气系统。这些系统在低空季风盛行区,如西太平洋西部地区,特别是在400~200百帕间最为明显。东风波的产生与高空东风气流有关,其波轴一般随高度向西倾斜。这种天气现象可以影响中国华南及南海地区,造成暴雨或大暴雨。东风波的云系形如盾状,密实而白亮,主要云区位于波轴后部(东侧),与地面天气区相对应,产生阵雨和雷暴天气。
相比之下,东风流场可能指的是一种更广泛的气流状态或流动模式,而不是特定的天气现象。东风波是东风流场中的一个特定现象,即在东风气流中发生的一种波动。这种波动可以诱发强对流和暴雨天气,甚至在环境适宜的情况下,可以进一步发展为台风。
因此,东风波是东风流场中的一个具体表现形态,两者虽然相关但不完全相同。东风波是一种特定的天气系统,而东风流场可能指的是一种更广泛的气流状态或模式。
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