[科普中国]-风暴眼

风暴眼是热带气旋中心最平静的地区。风暴眼是一个大致圆形的区域，通常直径为30 - 65公里(20 - 40英里)。它周围环绕着一圈高耸的雷暴，在那里，最恶劣的天气发生了。气旋的最低气压在眼内，比风暴外的气压低15%。在强烈的热带气旋中，眼睛的特点是微风和晴朗的天空，四周环绕着高耸的对称的眼壁。在较弱的热带气旋中，眼睛的定义较差，可以被中央密集的覆盖层覆盖，这是一种高而厚的云层，在卫星图像上显示明亮。弱或无组织的风暴也可能有一种不完全包围眼睛或有大雨的眼睛。然而，在所有的风暴中，眼睛是风暴的最低气压的位置，在那里，海平面的气压是最低的。

这是由于风暴眼是由下沉空 气形成的，下沉空气则绝热增温。由于这个暖的核心的存在，在热带气旋中 心的低压的上方必定存在着高压区或反气旋。热带气旋中的空气向风暴中心 做旋涡状的辐合运动，到了风暴眼的壁处，风向变成近似于切线方向，并且 空气非常迅速地上升，到了上面，又以反气旋的形式向外吹，反气旋可能正 好位于下面的气旋之上。因此，热带气旋的结构与其它气旋是完全不同的， 热带以外地区气旋的中心部位是一个冷的核心，它的上面也没有一个高压区存在。

分类一个典型的热带气旋的眼睛大约有30 - 65公里(20 - 40英里)，通常位于风暴的几何中心。眼睛可能是清晰的，或者是有斑点的低云(清晰的眼睛)，它可能是充满了中低水平的云(一个充满了眼睛的眼睛)，或者它可能被中央密集的覆盖层所遮蔽。然而，很少有风和雨，尤其是在中心附近。这与眼壁的条件形成了鲜明的对比，后者包含了风暴最强的风。[3]由于一种热带气旋的机制，它的眼睛和空气正上方的空气比周围的环境更温暖。

虽然通常很对称，但眼睛可以是长方形的和不规则的，特别是在减弱的风暴中。一个大的参差不齐的眼睛是一个非圆的眼睛，看起来是碎片的，是一个弱或减弱的热带气旋的指示器。睁开的眼睛是一种可以循环的眼睛，但眼壁并没有完全包围眼睛，也显示出一种减弱的、潮湿的旋风。通过Dvorak分析，这两种观测都被用来估计热带气旋的强度。一般来说，[5]的眼壁是圆形的;然而，从三角形到六边形的明显多边形形状偶尔会出现。

虽然典型的成熟风暴有几十英里宽的眼睛，但快速增强的风暴会形成一个非常小、清晰和圆形的眼睛，有时被称为针孔眼。有针孔眼睛的风暴在强度上容易发生大的波动，给预测者带来困难和挫折。

小的/微小的眼睛——那些不到10个nmi(19公里，12英里)的眼睛通常会触发眼球壁的替换周期，在最初的眼壁外形成了新的眼壁。这可能发生在距离内眼15到几百公里(10到几百英里)的地方。然后，风暴会形成两个同心的眼壁，或“眼睛内的眼睛”。在大多数情况下，外部的眼壁在形成后不久就会收缩，它会从内眼上消失，留下更大更稳定的眼睛。当更新的周期趋向于减弱风暴时，新的眼壁很快就会收缩，因为旧的眼壁会消散，使风暴重新加强。这可能会触发另一个重新加强眼壁替换的周期。

眼睛的大小可以从320公里(200米)(台风卡门)到仅仅3公里(1.9英里)(飓风威尔玛)。虽然大眼睛的风暴不常见，但它确实发生了，特别是在环状飓风中。飓风伊莎贝尔是记录历史上最强大的北大西洋飓风，持续了几天，长达65 - 80公里(40 - 50英里)。1

形成原因热带气旋通常来自热带地区的大而混乱的天气。随着更多的雷暴形成和聚集，风暴形成的雨带开始围绕一个共同的中心旋转。随着风暴强度的增加，一圈较强的对流形式在一定距离内形成了风暴中心的旋转中心。由于较强的雷暴和较强的降雨标志着较强的上升气流，地表的大气压力开始下降，空气开始在气旋的上层建筑。[11]这导致了上层反气旋的形成，或者是位于中央密集覆盖层之上的高气压区域。因此，大部分的空气都是在热带气旋的上方以反气旋的方式向外流动。在形成的眼圈之外，大气上层的反气旋增强了向气旋中心的流动，将空气推向眼壁，并产生正反馈回路。然而，在建筑物向上的空气中，有一小部分，而不是向外流动，向内流向风暴中心。这就造成了空气压力的进一步增加，以至于空气的重量抵消了风暴中心上升气流的强度。空气开始在风暴中心下降，形成一个无雨的区域——新形成的风暴眼。

这个过程有许多方面仍然是个谜。科学家们不知道为什么在循环中心周围有一圈对流形式而不是在上面，或者为什么上层反气旋只会将部分多余的空气喷射到风暴上方。许多理论都存在于眼球形成的精确过程中:众所周知，热带气旋必须以眼睛的眼睛才能达到较高的风速。

眼睛的形成几乎一直是热带气旋组织和力量增强的指标。正因为如此，气象学家们密切关注着风暴的发展，以寻找眼球形成的迹象。对于有清晰眼睛的风暴，探测眼睛就像看气象卫星上的图片一样简单。然而，对于用充满眼睛的风暴，或被中央密集的覆盖覆盖的眼睛，必须使用其他的检测方法。从船只和飓风猎人的观察可以通过观察风暴中心的风速下降或降水不足来直观地确定眼睛。在美国、韩国和其他一些国家，一个由NEXRAD多普勒天气雷达监测站组成的网络可以探测到海岸附近的眼睛。气象卫星还携带测量大气水汽和云温度的设备，这些设备可以用来识别形成的眼睛。此外，科学家最近发现，由于臭氧含量较高的平流层的空气下沉，眼睛里的臭氧含量要远远高于肉眼所能看到的数量。对臭氧进行测量的仪器，用于观察上升和下沉的空气柱，并提供眼睛的形成迹象，甚至在卫星图像能够确定其形成之前。

周期

眼壁的替换周期，也称为同心环，自然发生在强烈的热带气旋中，通常风速大于185公里/小时(115英里/小时)，或主要飓风(在saffiro - simpson飓风级别的第3级或更高级别)。当热带气旋达到这个强度，而眼壁收缩或已经足够小的时候(见上图)，一些外部的雨带可能会加强并组织成一圈雷雨，这是一个外壁，它慢慢地向内移动，并将其所需的水分和角动量的内部的眼墙移动。由于最强的风位于气旋的眼壁，热带气旋通常在这一阶段减弱，因为内墙被外墙“堵塞”。最终，外部的眼壁完全取代了内壁，而风暴又会再次强化。这一过程的发现部分地导致了美国政府的飓风修改实验项目Stormfury的终结。这个项目开始在眼墙外播撒种子云，造成新的眼壁形成和减弱风暴。当发现这是一个自然的过程，由于飓风动力学，项目很快被放弃。几乎每一场强烈的飓风在其存在期间至少会经历一次这样的循环。1980年的艾伦飓风经历了多次的眼壁替换周期，在saffiro - simpson量表上的第5级和第3级之间波动了好几次。飓风朱丽叶是一种罕见的有记录的三重眼的病例。

护城河在热带气旋中的护城河是在眼壁外的一个清晰的环，或者是在同心的目镜之间，以缓慢下沉的空气和很少或没有降水为特征。护城河的气流主要受拉伸和剪切的累积效应影响。眼壁之间的护城河是风暴的一个区域，在那里，空气的旋转速度与风暴中心的距离成正比，这些区域也被称为快速的丝状区域。这些区域可能在任何足够强度的漩涡附近被发现，但在强热带气旋中最为明显。在热带气旋的目镜下，眼球壁上有微小的旋转特征。在理论上，它们与在多涡龙卷风中经常观测到的小“吸力涡”相似。在这些漩涡中，风速可能比其他任何地方都要大。在热带气旋的集约化期间，的眼壁中膜是最常见的。在热带气旋中，眼壁中区常常表现出不同寻常的行为。它们通常围绕低压中心旋转，但有时它们保持静止。甚至有记录显示，在暴风雨的眼角上，也会出现眼壁。这些现象在观测、实验和理论上都有记载。

龙卷风在热带气旋登陆后，眼壁中环是形成龙卷风的重要因素。mesovorUNK可以在单个雷暴(mescyclone)中产生旋转，从而导致龙卷风的活动。在陆地上，热带气旋和陆地的环流之间产生了摩擦。这可以使中旋涡下降到地表，引起龙卷风。

备注尽管眼睛是暴风雨中最平静的部分，在中心没有风，通常晴朗的天空，但在海洋中，它可能是最危险的区域。在眼壁，风动的波浪都在同一方向运动。然而，在眼睛的中心，波浪从四面八方汇聚到一起，形成了一个不稳定的波峰，可以相互建立，成为超级巨浪。飓风波的最大高度是未知的，但飓风伊万飓风时的4级飓风估计，在靠近眼壁附近的波浪超过40米(130英尺)，从波峰到波谷。

其他的风暴眼虽然只有热带气旋的结构被正式命名为“风暴眼”，但也有其他的天气系统可以表现出类似眼睛的特征。

极低点：

极地低压是中尺度天气系统，通常直径小于1000公里(600英里)，在两极附近发现。就像热带气旋一样，它们在相对温暖的海水中形成，并能表现出强风或强风的强烈对流和强风。然而，与热带风暴不同，它们在更冷的温度和高纬度地区生长。它们也更小，持续时间更短，几乎没有超过一天的时间。尽管存在这些差异，但它们在结构上与热带气旋非常相似，有清晰的眼睛，周围有一层雨和雪。

温带气旋：

温带气旋是存在于不同气团边界的低压区。几乎所有在中纬度地区发现的风暴都是温带的，包括典型的北美地区和欧洲的风暴。其中最严重的是在最低气压的位置上有一个清晰的“眼睛”，尽管它通常被较低的非对流云团包围，在风暴的后端被发现**。**

亚热带气旋：

亚热带气旋是具有一些温带特征和一些热带特性的低压系统。因此，他们可能有一只眼睛，而不是真正的热带性。亚热带气旋可能非常危险，产生强风和海洋，并经常演变成完全的热带气旋。由于这个原因，国家飓风中心在2002年开始包括亚热带风暴的命名计划。

龙卷风：

龙卷风是破坏性的，小规模的风暴，它产生地球上最快的风。有两种主要的类型——单旋涡龙卷风，由单一的旋转空气柱和多旋涡的龙卷风组成，由小的“吸水旋涡”组成，类似于小型龙卷风本身，它们都围绕着一个共同的中心旋转。这两种类型的龙卷风都是理论上可以让人平静的眼睛。这些理论由气象雷达和目击者描述的多普勒速度观测所支持。