还有几个月,台风季即将一茬接一茬地来,虽然能洗去部分暑气,但也不可避免地伴随着强降雨,可能造成人们生命财产损害。这让人又爱又恨的台风是咋形成的?主要分布于哪些地区?那些奇奇怪怪的台风名字从何而来?
为了解决这些问题,我们特别对“台风的海洋生态环境效应研究专家”广东省海洋生态环境遥感中心主任、广州海洋实验室教授唐丹玲老师进行了专访。
“蝴蝶效应”有科学依据吗?
网络上流传一种说法:一只南美洲亚马逊河流域热带雨林中的蝴蝶,轻轻扇动几下翅膀,就可以在两周之后引起美国得克萨斯州的一场龙卷风。难道台风也是由“蝴蝶效应”引起的吗?
实际上,“蝴蝶效应”是一种混沌理论中的现象,指的是复杂系统中微小的起始变化,可能会引发大规模、不可预测的后果。
图源:VEER图库
而在气象学中,小范围内的气象条件变化(例如太平洋上一只蝴蝶扇动翅膀)会引起全球大气系统初始场的微小变化,这些微小的影响可能会通过大气系统的非线性放大效应,逐渐扩大并最终导致更大规模的大气变化,如气旋、风暴或台风的形成。
虽然蝴蝶效应强调了大气和气候系统的复杂性和不确定性,但它并不是字面上说的“蝴蝶振翅引发台风”的意思。台风的形成和路径受到多种复杂因素的影响,是大气、海洋和地球表面多层次相互作用的结果。那么台风形成的具体原因到底是什么呢?
台风的分布和形成原因
高温、高湿的大气是台风形成的首要条件,因此台风多见于热带和亚热带海域,主要集中在太平洋、印度洋和大西洋的某些地区。不同地区的台风在叫法上也有差异,比如它们在西北太平洋地区,被称为“台风”;在北大西洋地区,被称为“飓风”;在印度洋地区,则被称为“气旋”。这些风暴以不同的名字出现且各具特点,但它们本质上都属于强烈的热带气旋。
对于我国而言,大多数台风始于太平洋南部,以云团和雷暴为雏形。海水温度达到26摄氏度(79华氏度)或以上,就能为台风形成提供充足的热量。在太阳辐射的加热下,温暖的海水蒸发形成水蒸气,水蒸气上升形成低压区。当这个低压区的温度和湿度达到一定程度时,就会形成云团。随着越来越多的水汽凝结“抱团”,云团的体积逐渐增大,就形成了台风的初期形态。
图源:VEER图库
受地球自转和科氏力影响,低压区旋转逐渐加强。在北半球,云团会向右沿顺时针旋转(南半球反之),这是台风的一个重要特征。这种旋转会导致台风内部的气流不断加速,从而加强台风的强度。
随着台风的发展,其直径会逐渐扩大,中心部分的空气会上升得更高、更冷。当上升到一定高度时,水汽会凝结成冰晶,这些冰晶会围绕在台风的中心形成一个类似眼睛的形状,称为“眼墙”或“眼壁”,那里是风暴发生得最猛烈的地方,从风眼向外循环的雷暴带则被称为“螺旋雨带”。
图源:VEER图库
鲜为人知的台风命名法
从热带低压到台风再到超强台风,一个“气旋”也有三六九等,世界上不同地区使用的台风等级划分标准有所不同。中国气象局根据国家标准,按热带气旋中心附近地面最大持续风速,从小到大划分为:热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风、强台风、超强台风六个等级。
图源:中国气象局
中国气象局2004年8月16日发布了《突发气象灾害预警信号发布试行办法》,其中把台风预警信号分为蓝色、黄色、橙色和红色四级。当发布台风红色预警时,会启动启动停课、停工、停产、停运、停业(简称五停)城市应急响应措施,人们应积极做好防台风准备,避免外出。
弄清楚了台风的分级,相信很多人还会好奇诸如“山竹”“海燕”“杜苏芮”等这样奇奇怪怪的台风名究竟是怎么来的。过往登陆的台风中有以动物命名的,有以植物命名的,更有像人一样连名带姓的。有的听起来温柔纯良、人畜无害,有的听起来凶神恶煞,让人避之不及。台风的命名是门学问,每一个看似随意的名字背后都有一套考究。
总的来说,不同地区有不同的命名体系。1951年,美国国家飓风中心率先对飓风进行了命名,随后很快被其他国家所采用。中国也在1963年制定了自己的台风命名规范,规定每年东海、南海、台湾海峡和南海东北部的台风,被命名为男、女名字或香港的地名。这种人名和地名命名的方式因为具有高度辨识度和不同地域间文化差异而广为采用。
1997年11月25日至12月1日,在香港举行的世界气象组织台风委员会第30次年度会议决定,西北太平洋和南海的热带气旋采用具有亚洲风格的名字命名,并决定从2000年1月1日起开始使用新的命名方法,确立一张新的命名表。
台风的命名表上共有140个名字,由14个台风委员会成员,根据各自的喜好或特色各提供10个名字。**由于国家和地区众多,每个地方的风格都不一样,取的名字也是五花八门。但所有被纳入命名库的名字都需讲究以下几点原则:
每个名字不超过9个字母,中文名由2-3个汉字组成,要易于媒体传播,容易发音;
在各成员语言中没有不良意义,不会给各成员带来任何困扰;
不能是商业机构的名字;
应得到全体成员的认可,如有任何一成员反对,就不能用作台风命名。从2000年开始,每年都按照顺序命名台风,年复一年,循环使用。由于一年一般会有20-30个台风,140个名称约5-6年循环使用一次。为了将它们区别开来,我们还会在每个名字后面附加一个四位数的编号:前两位代表年份,后两位代表热带风暴在该年生成的顺序。
比如前段时间登陆广东的台风“苏拉”,其国际编码为“2309”,23代表2023年,09代表苏拉是2023年生成的第9号风暴。“苏拉”之名由越南提供,意为中南大羚,是越南一种罕见的珍贵动物,该名字已经是第四次被使用作为台风名称了。而此次台风“三巴”的名字则是由中国澳门提供,灵感来源于大三巴牌坊,是澳门的旅游名胜。
但是,台风命名也有禁忌。如果台风具有严重破坏性,造成特别重大的灾害或人员伤亡,台风委员会成员可以提议将此名字从台风命名表中除名,或者“永久命名”给这次台风。除名造成的台风名字空缺将由相应提名国家或地区的台风委员会提出新的名字来代替。从2000年台风命名表使用以来,截至今年,已经有59个台风被除名。
台风命名体系的目的是为了更容易识别和交流有关台风的信息,避免与其他重要的天气现象混淆,以及提高公众对危险气象事件的警觉性,并有助于及时采取预防和应对措施。
为何有的台风总是“不按套路出牌”?
每次收到天气预报,做好十足的准备迎接台风的到来,把门窗关得严严实实,最后往往等来的只有毛毛细雨,再一打开手机,发现台风调头去了邻国!为啥台风还能直角拐弯?难道有什么神秘力量在操控台风的风向?其实,台风改变路径或方向是一种常见且复杂的气象现象,通常是多种因素相互作用的结果。
2023年第6号台风“卡努”路径预测图图源:中央气象台
以下是一些可能导致台风拐弯的主要原因:
大气高压和低压系统:大气中的高压和低压系统可以影响台风的路径。通常,台风会顺着大气高压系统的边缘向前移动。如果高压系统在台风前方足够强大,它可能会将台风推向更偏北或更偏南的路径,导致台风拐弯;
副热带高压带:在亚热带地区,通常有一个称为副热带高压带的高气压区域,它可以将台风引导向更靠近赤道的路径。这也可能导致台风拐弯;
地形:如山脉、岛屿和海岸线等地形特征可以显著影响台风的路径。当台风接近这些地形时,地形可以扭曲气流,导致台风改变方向。台风可能会沿着山脉上升,然后向下游流,或者被大陆阻挡而改变方向;
台风之间的相互作用和合并:当多个台风或气旋系统接近时,它们之间的相互作用可以导致路径变化。有时,两个气旋系统可以合并成一个更大的系统,导致路径改变。
季风和区域强风:季风风系的季节性变化可以影响台风的路径。季风风系的强度和方向随季节而变化,可能会导致台风在季风风向改变时改变方向。需要强调的是,受多种因素影响,每个台风的路径都是独特的。气象学家使用复杂的数值模型来预测台风的路径,但由于受各种不确定性因素的影响,台风路径预测仍然具有挑战性。
譬如“泰利”台风来袭时,媒体实时直播显示了三条预测路径,分别是中国、日本和美国的数据,三条路径虽然大方向一致,但偏转角度和途径区域有较大差异,这是因为不同国家和气象机构用来预测台风的气象模型和数据集不同。此外,对于台风路径影响因素的理解和分析方法的不同也可能导致预测路径出现差异。
以下是一些可能导致预测路径不同的主要原因:
气象模型差异:不同国家和气象机构使用不同的数值气象模型来进行台风路径预测。这些模型在复杂的大气动力学和物理过程方面可能存在差异,因此会导致路径预测的变化;
台风更新频率和时效性:台风路径预测是动态的过程,气象机构会不断更新预测,特别是在台风接近陆地时。不同国家和地区的气象机构可能会有不同的预测更新频率和时效性,这也可能导致不同的路径预测;
数据分析方法的不同:不同的气象机构可能采用不同的分析方法和技术来解释和处理气象数据,这可能导致对台风路径的不同解释和预测;
气象数据源的差异:台风路径预测依赖于观测数据,包括卫星观测、气象雷达和浮标数据等。不同国家和地区可能使用不同的数据源和不同的数据分析方法,这可能会导致不同的预测结果;
气象局部条件的影响:台风路径还受到气象局部条件的影响,包括高压和低压系统的位置和强度等。这些条件可以在短期内发生变化,对台风路径产生重要影响。综上,不同国家和地区的气象机构可能会发布不同的台风路径预测,以提供多个可能性,以便公众和决策者能够更好地了解潜在风险和采取适当的预防措施。一句话概括就是“预测路径仅供参考,一切以实际为准”,最终的路径通常还是要由实际台风移动情况来决定,因此及时关注当地气象部门发布的最新信息和警报是非常重要的。
目前台风预测可以精准到什么程度?
为了提高预测精度和应对能力,中国在台风预警和监测方面已经采取了多项措施,主要分为以下几个方面:
气象雷达和卫星监测:中国国家气象局(CMA)使用气象雷达和卫星等现代技术来监测台风的位置、路径和强度。这些监测设备可以提供实时数据,帮助气象部门更准确地跟踪和预测台风的动态;
台风协同观测网:今年9月,中国气象局首次针对南海台风开展基于大型无人机的有效机动观测业务,并与北斗导航平漂探空、地基遥感垂直观测系统、“中山大学号”科学考察船等多种探测手段形成多台风背景下的立体协同观测网;
数值气象模型:中国气象部门使用先进的数值气象模型来进行台风路径和强度的预测。这些模型基于大气和海洋数据,通过数值计算来模拟和预测台风的未来移动和发展趋势。目前已有基于9公里分辨率南海台风数值预报系统(CMA-TRAMS)模式同化预报模型等数值预备模型,将进一步打造多要素、多角度、多方位的机动观测业务体系,逐步建立健全机动高效、协同融合、科学布局的智控机动观测网络;
定期发布预警:CMA定期发布台风预警,包括台风路径、强度和可能对地区造成的影响。这些预警信息可以及时通知公众和政府相关部门,采取必要的预防措施;
国际合作:中国积极参与国际气象组织的台风监测和预测合作。中国与周边国家和地区的气象机构分享台风监测数据,并参与国际气象预测模型的研发和应用;
科研和技术创新:中国的气象科研机构不断进行科研和技术创新,以改进台风预测方法,包括改进数值模型、开发新的监测技术和提高预测精度。目前,中国的台风预测已取得了显著的进展,预测精度不断提高。但台风预测的精确度仍然很有限,影响因素包括气象数据的准确性、数值模型的精度以及台风自身的复杂性等。一般来说,对台风的路径预测,可以提前数天到一周进行较为精准的估计;而对台风强度的准确预测依旧是一个挑战,因为强度变化受到的不确定影响因素更多。
中国的台风预测在国际上具有一定实力,但相对而言,一些发达国家在气象技术和资源方面可能更具优势。国际上,气象组织和研究机构之间有广泛的合作,共同努力提高全球范围内台风监测和预测的能力,以减少风灾带来的损失。
台风的两面性
那么问题来了,对于整个地球生态系统而言,台风就一定是坏事吗?这个问题具体取决于台风的强度、路径、频率以及发生的地点。总的来看,台风会造成大气环境和气候系统、海洋环境、陆地生态环境、水资源和农业等多方面影响。具体而言,负面影响主要有:
风暴潮和海啸:台风伴随着强风和低气压,可能引发海啸和风暴潮,对沿海地区造成严重的破坏,威胁人类生命和财产;
山体滑坡:大雨可能引发洪水和山体滑坡,导致土地侵蚀、生态系统破坏和人类社区的受损;
破坏珊瑚礁:台风可能对珊瑚礁等脆弱的生态系统造成严重破坏,破坏生物多样性和生态平衡。
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当然,台风带来的影响也不全都是消极的,换个角度来看,台风也可能带来一些正面的影响,比如:
降水:台风通常伴随着大量的降水,有助于补给地区水资源,对农业和淡水资源供应有积极作用;
植物养分补给:台风携带大量的湿气,当其在陆地上升时,可以导致降水,将大气中的氮和其他养分输入到土壤中,有助于植物的生长;
风散播:台风的强风可以帮助传播种子和花粉,促进植物生长和繁殖。
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“控风术”真的存在吗?如何预防台风灾害?
对于生活在沿海城市的居民而言,城市内涝真的是噩梦般的次生灾害,除了房屋进水、车辆被泡、庄稼被淹等经济损失之外,更严重还可能导致人员溺水、伤亡。那么,人类有可能干预台风形成或发展吗?
图源:VEER图库
很遗憾地说,目前为止,人类尚不具备直接干涉台风形成或发展的技术。台风是自然界的大气现象,其形成和发展受到多种气象和气候因素的影响,包括海温、湿度、风切变等。虽然人类无法直接控制或改变这些因素,但我们可以采取一些措施来减轻台风可能对人们和财产造成的影响。
图源:VEER图库
记住以下要点,才能防患于未然:
(1)关注气象预警:定期关注天气预报和气象部门发布的台风预警信息,及早了解台风的路径、强度和预计登陆时间,时刻做好准备;
(2)建立应急计划:制定家庭或工作场所的台风应急计划,包括紧急联系人、避难地点和逃生路线。确保每个家庭成员都知道该计划并能够熟练执行;
(3)备足应急物资:准备好食物、水、医疗用品、电池、手电筒等应急物资,对于有宠物的家庭,还应考虑宠物储粮和安全运输容器等需求;
(4)强化房屋:尽可能加固房屋,特别是屋顶和窗户,以减少飓风风暴的破坏。在台风来临前,清理庭院,固定容易飞散的物品;
(5)备用电源:提前准备发电机或太阳能电池装置,以便在停电时段提供电力,保持通信和基本设施的运行;
(6)遵循当地指示:遵循政府和当地政府发布的疏散指示。若生活在容易受风暴潮侵袭的地区,应及早撤离到安全地带;
(7)保持通信:确保有一种可靠的通信方式,例如手机、收音机或卫星电话,以便随时获取最新信息和呼叫救援;
(8)学习紧急救护技能:学习基本的急救和救生技能,以应对可能的伤害和紧急情况;
(9)购买台风保险:考虑购买适当的台风和洪水保险,以保护财产安全;
(10)社区合作:与邻居和社区一起制定应急计划,互相提供支持和协助。
请记住,生活在沿海城市,预防和减轻台风灾害的关键在于充分的准备和紧急应对计划。台风是极端天气事件,有时难以预测其准确路径和强度。因此,始终保持警惕,并按照当地当局的建议行事才是最为安全的方式。