天气原理第9章--01--热带气旋(ppt文档).ppt
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1、第三节第三节 热带气旋热带气旋(台风)台风)西太平洋上(中、日等国)称其为西太平洋上(中、日等国)称其为台风台风TyphoonTyphoon;东太平洋上(欧美等国)称其为东太平洋上(欧美等国)称其为飓飓风风HurricaneHurricane;印度洋上(印度等阿拉伯国家)印度洋上(印度等阿拉伯国家)称其为称其为热带风暴热带风暴。就全球来说每年发生就全球来说每年发生8080个台个台风(包括热带风暴),其中北半球的台风(占风(包括热带风暴),其中北半球的台风(占全球总数的全球总数的73%73%)明显多于南半球(占)明显多于南半球(占27%27%),),而且无论北半球南半球,而且无论北半球南半球,台
2、风大多数发生在大台风大多数发生在大洋的西部。洋的西部。20092009年第年第8 8号台风号台风“莫拉克莫拉克”“莫拉克莫拉克”英文名英文名MorakotMorakot,源于泰国,意为绿宝石。,源于泰国,意为绿宝石。8 8月月7 7日日2323时时4545分在台湾花莲登陆,分在台湾花莲登陆,9 9日日1616时时2020分再次登分再次登陆福建霞浦。陆福建霞浦。一、概况介绍二、结构和天气三、发生发展四、移动和预报第九章低纬度环流系统热带气旋热带气旋(tropical cyclone)(tropical cyclone)Introduction:Introduction:Introduction:
3、Introduction:因我国大部分处于温带因我国大部分处于温带因我国大部分处于温带因我国大部分处于温带(extratropicalextratropicalextratropicalextratropical belt,temperate belt,temperate belt,temperate belt,temperate zone)zone)zone)zone)地区,以前介绍的主要系统如气旋地区,以前介绍的主要系统如气旋地区,以前介绍的主要系统如气旋地区,以前介绍的主要系统如气旋(cyclone)(cyclone)(cyclone)(cyclone)、反气旋反气旋反气旋反气旋(ant
4、icyclone)(anticyclone)(anticyclone)(anticyclone)、锋面锋面锋面锋面(front)(front)(front)(front)、急流急流急流急流(jet)(jet)(jet)(jet)、大气长波大气长波大气长波大气长波(long(long(long(long wave)wave)wave)wave)等均为温带系统,另外还有一类热带系统尤其是夏秋季等均为温带系统,另外还有一类热带系统尤其是夏秋季等均为温带系统,另外还有一类热带系统尤其是夏秋季等均为温带系统,另外还有一类热带系统尤其是夏秋季节对我国南方影响最大,这就是热带气旋。节对我国南方影响最大,这就
5、是热带气旋。节对我国南方影响最大,这就是热带气旋。节对我国南方影响最大,这就是热带气旋。定义定义定义定义:热带气旋是形成在:热带气旋是形成在:热带气旋是形成在:热带气旋是形成在热带或副热带洋面上热带或副热带洋面上热带或副热带洋面上热带或副热带洋面上,具有,具有,具有,具有暖中心暖中心暖中心暖中心结构的强烈结构的强烈结构的强烈结构的强烈气旋性气旋性气旋性气旋性地面环流的地面环流的地面环流的地面环流的非锋面性非锋面性非锋面性非锋面性天气尺天气尺天气尺天气尺度系统,伴有狂风暴雨,造成受影响地区严重灾害。度系统,伴有狂风暴雨,造成受影响地区严重灾害。度系统,伴有狂风暴雨,造成受影响地区严重灾害。度系统
6、,伴有狂风暴雨,造成受影响地区严重灾害。n n1989198919891989年,依照世界氣象組織年,依照世界氣象組織年,依照世界氣象組織年,依照世界氣象組織(WMOWMOWMOWMO)之建議,根據接近風暴中之建議,根據接近風暴中之建議,根據接近風暴中之建議,根據接近風暴中心最大平均风力将热带气旋分为四类:心最大平均风力将热带气旋分为四类:心最大平均风力将热带气旋分为四类:心最大平均风力将热带气旋分为四类:我国我国我国我国过去按最大风速分三类:过去按最大风速分三类:过去按最大风速分三类:过去按最大风速分三类:台风命名台风命名 依照世界气象组织于依照世界气象组织于19981998年年1212月在
7、菲律宾马尼拉召开的第月在菲律宾马尼拉召开的第3131届台风委员会决议,自公元届台风委员会决议,自公元20002000年元月一日起,在国际航空年元月一日起,在国际航空及航海上使用之西北太平洋及南海地区台风统一识别方式,除及航海上使用之西北太平洋及南海地区台风统一识别方式,除编号维持现状外(例如公元编号维持现状外(例如公元20002000年第年第1 1个台风编号为个台风编号为00010001),),台风名称将由现行台风名称将由现行4 4组组9292个名字全部更换,个名字全部更换,编列为编列为140140个,共分个,共分5 5组,每组组,每组2828个,这些名字是由西北太平洋及南海海域国家或个,这些
8、名字是由西北太平洋及南海海域国家或地区,地区,1414个台风委员会成员所提供个台风委员会成员所提供(每个成员提供每个成员提供1010个个)。此名此名称将由设于日本东京隶属世界气象组织之区域专业气象中心称将由设于日本东京隶属世界气象组织之区域专业气象中心(RSMC)(RSMC)负责依排定之顺序统一命名。至于各国负责依排定之顺序统一命名。至于各国(或地区或地区)辖区内辖区内部之台风报导是否使用这些台风名称,则由各国部之台风报导是否使用这些台风名称,则由各国(或地区或地区)自行自行决定。决定。一、概况介绍一、概况介绍1.1.热带气旋活动的热带气旋活动的时空分布时空分布1)1)1)1)空间分布:空间分
9、布:空间分布:空间分布:源地源地源地源地:NWNWNWNW太平洋、太平洋、太平洋、太平洋、SWSWSWSW太平洋、太平洋、太平洋、太平洋、NENENENE太平洋、太平洋、太平洋、太平洋、N N N N大大大大 西洋、西洋、西洋、西洋、S S S S印度洋、印度洋、印度洋、印度洋、N N N N印度洋;印度洋;印度洋;印度洋;S S S S大西洋和大西洋和大西洋和大西洋和 SESESESE太平洋无太平洋无太平洋无太平洋无。西北太平洋最多;均形成于暖的热带水域;西北太平洋最多;均形成于暖的热带水域;西北太平洋最多;均形成于暖的热带水域;西北太平洋最多;均形成于暖的热带水域;87%87%87%87%
10、在在在在EQEQEQEQ两侧两侧两侧两侧20202020纬度内;纬度内;纬度内;纬度内;2/32/32/32/3形成于北半球。形成于北半球。形成于北半球。形成于北半球。2)2)2)2)发生时节发生时节发生时节发生时节有明显有明显有明显有明显季节变化季节变化季节变化季节变化特征,晚夏到初秋形成频率最特征,晚夏到初秋形成频率最特征,晚夏到初秋形成频率最特征,晚夏到初秋形成频率最大(见图)大(见图)大(见图)大(见图)西北太平洋:西北太平洋:西北太平洋:西北太平洋:7-107-107-107-10月,月,月,月,“台风季节台风季节台风季节台风季节”,9 9 9 9月最高月最高月最高月最高西北太平洋是
11、全球惟一全年可观测到热带气旋西北太平洋是全球惟一全年可观测到热带气旋西北太平洋是全球惟一全年可观测到热带气旋西北太平洋是全球惟一全年可观测到热带气旋活动的地区,也是特强台风(活动的地区,也是特强台风(活动的地区,也是特强台风(活动的地区,也是特强台风(VmVmVmVm=50m/s=50m/s=50m/s=50m/s)和超)和超)和超)和超级台风(级台风(级台风(级台风(VmVmVmVm=65m/s=65m/s=65m/s=65m/s)最易产生的地区。)最易产生的地区。)最易产生的地区。)最易产生的地区。在我国登陆的台风在我国登陆的台风在我国登陆的台风平均每年在我国登陆的台风平均每年7.47.4
12、个;最多的是个;最多的是华南沿海华南沿海58.1%58.1%,其次是华东沿海,其次是华东沿海37.5%37.5%。7-107-10月,是台风活动的集中时期,登陆的台月,是台风活动的集中时期,登陆的台风数占全年总数的风数占全年总数的81.86%81.86%;8 8、9 9月,最突出,往往也最强;月,最突出,往往也最强;2-42-4月,最少,活动位置也偏南月,最少,活动位置也偏南。台风的源地台风的源地台风的源地台风的源地西北太平洋台风发生的季节变化西北太平洋台风发生的季节变化西北太平洋台风发生的季节变化西北太平洋台风发生的季节变化2.2.热带气旋范围、强度与生命史热带气旋范围、强度与生命史n n水
13、平范围水平范围水平范围水平范围:以系统最外围近圆形的等压线为准,直:以系统最外围近圆形的等压线为准,直:以系统最外围近圆形的等压线为准,直:以系统最外围近圆形的等压线为准,直径平均径平均径平均径平均600-1000600-1000600-1000600-1000公里(公里(公里(公里(7-97-97-97-9纬距),大的纬距),大的纬距),大的纬距),大的2000200020002000公里,公里,公里,公里,巨型的大于巨型的大于巨型的大于巨型的大于10101010纬距,小的小于纬距,小的小于纬距,小的小于纬距,小的小于2 2 2 2纬距。纬距。纬距。纬距。n n垂直范围垂直范围垂直范围垂直范
14、围:12-1612-1612-1612-16公里,最大公里,最大公里,最大公里,最大20202020公里。公里。公里。公里。n n强度强度强度强度:以台风中心地面最大平均风速(:以台风中心地面最大平均风速(:以台风中心地面最大平均风速(:以台风中心地面最大平均风速(20-75m/s20-75m/s20-75m/s20-75m/s,极值极值极值极值110m/s110m/s110m/s110m/s)和海平面最低气压(和海平面最低气压(和海平面最低气压(和海平面最低气压(999-940hPa999-940hPa999-940hPa999-940hPa,极极极极值值值值887hPa887hPa887h
15、Pa887hPa)为依据。为依据。为依据。为依据。n n生命史生命史生命史生命史:平均一周左右,短的:平均一周左右,短的:平均一周左右,短的:平均一周左右,短的2-32-32-32-3天,最长达一个天,最长达一个天,最长达一个天,最长达一个月(月(月(月(7203720372037203);夏秋;夏秋;夏秋;夏秋(7-10)(7-10)(7-10)(7-10)月生命期较长。月生命期较长。月生命期较长。月生命期较长。二、热带气旋的结构和天气二、热带气旋的结构和天气1.1.热带气旋的热带气旋的气压场气压场特征特征2.2.热带气旋的热带气旋的流场流场特征特征3 3.热带气旋的热带气旋的温度场温度场特
16、征特征4.4.台风台风云系云系特征特征5.5.热带气旋热带气旋天气天气 1.1.1.1.热带气旋的热带气旋的热带气旋的热带气旋的气压场气压场气压场气压场特征特征特征特征n n极低的中心气压极低的中心气压极低的中心气压极低的中心气压和和和和极大的水平气压梯度极大的水平气压梯度极大的水平气压梯度极大的水平气压梯度。在在在在地面图地面图地面图地面图上,热带气旋表现为一个准圆形对称的、梯度上,热带气旋表现为一个准圆形对称的、梯度上,热带气旋表现为一个准圆形对称的、梯度上,热带气旋表现为一个准圆形对称的、梯度极大(极大(极大(极大(5-10hpa/10km5-10hpa/10km5-10hpa/10km
17、5-10hpa/10km)的闭合低压系统。在外围受环境的闭合低压系统。在外围受环境的闭合低压系统。在外围受环境的闭合低压系统。在外围受环境流场影响出现不对称,靠副高一侧梯度大。流场影响出现不对称,靠副高一侧梯度大。流场影响出现不对称,靠副高一侧梯度大。流场影响出现不对称,靠副高一侧梯度大。n n垂直方向气压梯度随高度减小垂直方向气压梯度随高度减小垂直方向气压梯度随高度减小垂直方向气压梯度随高度减小.Why?Why?Why?Why?台风中心气压台风中心气压台风中心气压台风中心气压“漏斗漏斗漏斗漏斗”状状状状,台风是暖性系统,从静力学台风是暖性系统,从静力学台风是暖性系统,从静力学台风是暖性系统,
18、从静力学观点考虑,低压环流应随高度减弱,但因低层涡旋太深观点考虑,低压环流应随高度减弱,但因低层涡旋太深观点考虑,低压环流应随高度减弱,但因低层涡旋太深观点考虑,低压环流应随高度减弱,但因低层涡旋太深了,所以低压环流厚度仍可达了,所以低压环流厚度仍可达了,所以低压环流厚度仍可达了,所以低压环流厚度仍可达300300200hPa 200hPa,即平流,即平流,即平流,即平流层底部层底部层底部层底部)台风过境气压自记曲线台风过境气压自记曲线台风过境气压自记曲线台风过境气压自记曲线(1956195619561956年年年年8 8 8 8月月月月1 1 1 1日日日日18181818时到时到时到时到2
19、 2 2 2日日日日0 0 0 07 7 7 7时,石浦)时,石浦)时,石浦)时,石浦)n n水平结构水平结构水平结构水平结构:外层区外层区(外圈,大风区):从台风边缘向内到最大风速(外圈,大风区):从台风边缘向内到最大风速区(区(400-600400-600公里),在该区域中风速向外减弱;公里),在该区域中风速向外减弱;云墙区云墙区(中圈,旋涡区,最大风速区):围绕眼区的环(中圈,旋涡区,最大风速区):围绕眼区的环状最大风速带,宽状最大风速带,宽8-508-50公里,与眼壁的云墙相一致,最公里,与眼壁的云墙相一致,最强烈的对流和狂风暴雨发生在这里;强烈的对流和狂风暴雨发生在这里;眼区眼区(内
20、圈):风弱、干暖、少云,(内圈):风弱、干暖、少云,(30-4030-40公里),台公里),台风眼是热带气旋区别于温带气旋的主要特征之一。风眼是热带气旋区别于温带气旋的主要特征之一。2.2.热带气旋的热带气旋的流场流场结构结构热带气旋眼热带气旋眼眼壁云墙眼壁云墙螺旋云带螺旋云带垂直结构垂直结构垂直结构垂直结构:低层低层低层低层流入层(流入层(流入层(流入层(3km3km3km3km以下,主要以下,主要以下,主要以下,主要1km1km1km1km以下):以下):以下):以下):气旋性流入,对应螺旋云带气旋性流入,对应螺旋云带气旋性流入,对应螺旋云带气旋性流入,对应螺旋云带中间中间中间中间上升气流
21、层(上升气流层(上升气流层(上升气流层(3-8km3-8km3-8km3-8km):):):):气旋性切向风速大,径向风速小,垂直气流强,气旋性切向风速大,径向风速小,垂直气流强,气旋性切向风速大,径向风速小,垂直气流强,气旋性切向风速大,径向风速小,垂直气流强,对应云墙对应云墙对应云墙对应云墙高层高层高层高层流出层(流出层(流出层(流出层(8km8km8km8km以上):以上):以上):以上):中心附近气旋式流出,外圈反气旋式流出中心附近气旋式流出,外圈反气旋式流出中心附近气旋式流出,外圈反气旋式流出中心附近气旋式流出,外圈反气旋式流出台风旋转气流的三维立体示意图台风旋转气流的三维立体示意图
22、台风眼及云墙区的形成台风眼及云墙区的形成 在台风外围的在台风外围的在台风外围的在台风外围的低层低层低层低层,有数支同台风区等压线呈,有数支同台风区等压线呈,有数支同台风区等压线呈,有数支同台风区等压线呈10-2010-2010-2010-20度交角的螺旋状气流卷入台风区,辐合上度交角的螺旋状气流卷入台风区,辐合上度交角的螺旋状气流卷入台风区,辐合上度交角的螺旋状气流卷入台风区,辐合上升,促使对流云系发展,形成台风外层区的外云带升,促使对流云系发展,形成台风外层区的外云带升,促使对流云系发展,形成台风外层区的外云带升,促使对流云系发展,形成台风外层区的外云带和内云带,相应云系有数条螺旋状雨带。按
23、和内云带,相应云系有数条螺旋状雨带。按和内云带,相应云系有数条螺旋状雨带。按和内云带,相应云系有数条螺旋状雨带。按角动量角动量角动量角动量守恒原理守恒原理守恒原理守恒原理,卷入气流越向台风内部旋进(,卷入气流越向台风内部旋进(,卷入气流越向台风内部旋进(,卷入气流越向台风内部旋进(R )R )R )R ),切,切,切,切向风速也越大(向风速也越大(向风速也越大(向风速也越大(V V V V ),),),),则地转偏向力则地转偏向力则地转偏向力则地转偏向力FV FV FV FV ,在离,在离,在离,在离台风中心一定距离处(当台风中心一定距离处(当台风中心一定距离处(当台风中心一定距离处(当R=R
24、R=RR=RR=R0 0 0 0),),),),气压梯度力气压梯度力气压梯度力气压梯度力同离心力和科氏力平衡同离心力和科氏力平衡同离心力和科氏力平衡同离心力和科氏力平衡,气流不再旋进(,气流不再旋进(,气流不再旋进(,气流不再旋进(R R R R 0 0 0 0),),),),于是大量的潮湿空气被迫强烈上升,形成环绕中心于是大量的潮湿空气被迫强烈上升,形成环绕中心于是大量的潮湿空气被迫强烈上升,形成环绕中心于是大量的潮湿空气被迫强烈上升,形成环绕中心的高耸云墙,云墙的积雨云顶可高达的高耸云墙,云墙的积雨云顶可高达的高耸云墙,云墙的积雨云顶可高达的高耸云墙,云墙的积雨云顶可高达19191919公
25、里,这公里,这公里,这公里,这就是就是就是就是云墙区云墙区云墙区云墙区。台风中最大风速发生在云墙的内侧,最大暴台风中最大风速发生在云墙的内侧,最大暴台风中最大风速发生在云墙的内侧,最大暴台风中最大风速发生在云墙的内侧,最大暴雨发生在云墙区,凝结潜热增暖了空气柱,使地雨发生在云墙区,凝结潜热增暖了空气柱,使地雨发生在云墙区,凝结潜热增暖了空气柱,使地雨发生在云墙区,凝结潜热增暖了空气柱,使地面气压急剧下降,低层径向气压梯度加大,而当面气压急剧下降,低层径向气压梯度加大,而当面气压急剧下降,低层径向气压梯度加大,而当面气压急剧下降,低层径向气压梯度加大,而当云墙区的上升气流到达高空后,由于气压梯度
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