颱風的生成、發展、生命史

為什麼颱風會變成溫帶氣旋?
 
  1. 發生於熱帶低緯海洋上的颱風動態係受其上空導引氣 流進行方向而移動(但當兩個颱風或一個颱風與另一個 熱帶低壓發生相互牽引之藤原效應時則例外),而這些導引氣流就是龐大太平洋高壓邊緣的氣流,所以颱風大多數會呈拋物線狀移到高壓西北部及北部較高緯的海洋上,或不規則地移動到較高緯的海洋上,而成為溫帶氣旋,有些西北太平洋颱風在生成後一直向西北 西或西北進行,登陸中南半島或中國大陸減弱而漸次 消失,這些颱風一般就不會形成溫帶氣旋。
  2. 一般當颱風路徑呈拋物線轉向東北進行期間,已進入西風帶,可能是在長波槽前的西南氣流中,移速加快,每小時40-50km是常有的事,因為此區海水面溫度較低,溫度梯度較大,且冷空氣已入侵颱風中心,颱風中心的溫度場已非暖心(Warm Core),且低壓中心隨高度已有相當大的傾斜而非垂直,即具有斜壓性,已失去颱風所具有的特性,所以變成溫帶氣旋。
  3. 颱風移入較高緯海洋上,變成溫帶氣旋後,因受槽前西南氣流的正渦度平流(PVA)作用,此低壓中心可能會加深(Deepening),風速依然很大,雖風速強度不比颱風34kt為小,甚至於超過此值,但它已經是溫帶氣旋的性質(冷心低壓一般中心隨高度向西北傾斜),而稱為溫帶氣旋,這種由北太平洋上颱風變性而成的溫帶氣旋,可以移到阿留申群島南方後滯留,亦可不斷向東北移動到達美國西北部及加拿大地區。

為什麼颱風在初生時期時常會調整中心位置?
 
  1. 當颱風初形成時期,可能會有低壓中心、雲層中心和最大風速中心三者不一致的情況出現,故有調整颱風中心的現象發生。
  2. 這問題不是一般人所需了解的問題,已屬於學術研究 的層面,建議多看有關颱風方面的書籍或研究報告。

何謂垂直風切?為什麼會導致颱風減弱?

垂直方向〔沿Z軸〕單位距離內風之向量差〔包括風向和風速〕稱為垂直風切,一般探討颱風形成及強度變化時,多採用高對流層〔一般應該是250hPa,但現在只分析300、200hPa天氣圖,所以此兩層圖均可,或用圖加法求出250hPa圖亦可〕、和低對流層〔850hPa〕之風場來求得垂直風切即Uav250-Uav850所得的向量差,垂直風切太大,即無法將水汽凝結所釋放出之潛熱限制在小範圍內,而被吹散到較大的地區,所以颱風即減弱或消失。依據美國科羅拉多州立大學的Dr. GRAY之研究,在西北太平洋地區垂直風切要小於10kt,始可維持颱風強度。

颱風的雲系都是由積雨雲組成的嗎?
  1. 颱風是將儲存於熱帶低緯海洋中的熱傳輸到高空及傳到中高緯度地區的一種重要過程,藉以維持能量平衡。
  2. 水汽從海面蒸發將海中的熱,帶進空氣成為潛熱(每克水汽597卡),然後經輻合透過對流形成積雲漸次發展而成積雨雲,將原來所帶的潛熱放出,颱風就是靠這些釋放的潛熱來發展的。沒有積雲所釋放的熱能提供,是無法形成颱風的。不論環繞颱風眼的雲牆或自外旋入颱風環流內之螺旋狀雲(Spiral Band)都是積雨雲,所以積雨雲為組成颱風雲系的主要部份。根據過去飛機飛到颱風環流內的觀測資料顯示,颱風眼中有時會有一些雲,如積雲(Cu)、層積雲(Sc)或高積雲(Ac),此外,根據颱風侵襲台灣期間地面觀測紀錄顯示尚有高層雲(As)、雨層雲(Ns)、層積雲(Sc)、碎層雲(Fs)等。
  3. 有時颱風上方有卷雲,它不屬於颱風雲系,但由卷雲可看出高層外流情形,可供颱風發展情形之參考。

何謂德沃克分析法?

此題所指的〝德沃克〞不知是否是指〝Dvorak〞?如果是的話此方法是以人造氣象衛星雲圖來決定颱風中心位置及颱風強度的分析方法,全球各氣象單位都採用此方法來判斷颱風中心位置及颱風強度碼〈T.No:0—8;不同的強度碼,有相對應的最低氣壓及最大風速〉。

副熱帶高壓對於熱帶氣旋的影響?

熱帶氣旋的生成、發展、移動深受副熱帶高壓中心位置、強度、動態所影響,這是熱帶氣象學〈Tropical Meteorology
〉的基本氣象知識。

東北季風會破壞颱風結構,但會加強颱風雨水?

此問題問得不夠明確,可能是指9─11月當台灣東南方有颱風自較低緯度地區向西北移動期間,剛好有極地大陸高壓向東南移動,華南、東海、台灣地區盛行東北風,此東北風與颱風環流兩者相遇於台灣東方海上〈亦可能相遇於台灣西南方海上〉,因東北風氣溫較低,其前緣有冷鋒,此種較冷的空氣進入颱風環流北部及西北部,使颱風的強度減弱及結構的破壞,由於冷鋒及東北風移到〈進〉颱風環流,所以使颱風環流北方的雲系增廣,如果形成此共伴環流的颱風位於台灣東方或南方海上,而大陸高壓位於華東或東海北部,則台灣北部及東北部的風雨都會很大,可導致豪雨成災。

何謂熱帶氣旋?和颱風、颶風的關係如何?
 
移動性的低氣壓稱為〝氣旋〞,在中緯度地區生成的氣旋稱溫帶氣旋。在熱帶低緯度海洋上生成的氣旋稱熱帶氣旋,熱帶氣旋的近中心最大風速超過每秒17.2公尺就稱為熱帶風暴。熱帶風暴因不同地區而有不同名稱,如:東亞地區稱熱帶風暴為〝颱風〞,加勒比海稱熱帶風暴為〝颶風〞,澳大利亞稱熱帶風暴為〝威烈威烈〞,菲律賓土人稱熱帶風暴為〝碧瑤〞,印度洋稱熱帶風暴為〝氣旋〞。
所以颱風、颶風,或其他名字的熱帶風暴,名雖不同,但其狂風暴雨的性質是相類似的。

何謂颶風?和颱風有何不同?
 
  1. 在北大西洋,加勒比海,墨西哥灣,以及墨西哥西岸外之太平洋東部等地區,凡風速在34kt(kt為每小時海浬,1m/s=1.94 kt)及以上之熱帶氣旋,稱為颶風(Hurricane)。
  2. 全球形成熱帶氣旋有8個地區:北半球的西北太平洋,印度洋的孟加拉灣,阿拉伯灣,北太平洋東部,北大西洋西部,南半球的澳洲東方海上,澳洲西方及馬拉加西東方海上等海域,均有34kt及以上的熱帶氣旋形成。這些熱帶氣旋,因地區不同而有不同的名字,除上述提及大西洋西部等地的颶風外,影響我們西北太平洋地區的熱帶氣旋稱為颱風(Typhoon),在印度洋稱為氣旋(Cyclone),在澳洲稱為威烈威烈(Willy Willy)。此外,尚有一些地方性名稱。
  3. 各區形成的熱帶氣旋,名稱雖不同,但其結構及所伴隨的狂風暴雨情形,都大同小異。颶風和颱風應當沒有什麼明顯的不同,只是西北太平洋生成颱風的次數明顯多(平均有27個),遠較大西洋颶風(平均有10個)為多。

為什麼會產生颱風?
 
熱帶氣旋〈颱風〉的產生是一個正在廣泛進行研究的題目,我們至今仍未能完全瞭解。依據美國科羅拉多州立大學〈CSU〉W.M Gray 教授的研究,一般而言,熱帶氣旋生成的環境需要滿足下列條件:
  1. 離赤道至少要五度以上,有足夠偏向力能支持氣壓梯度變大到出現34kt的風。
  2. 海水面溫度在27°C或以上才可提供空氣中足夠的來源。
  3. 近海面事先要存在有擾動,且有適當的輻合與渦度,才能啟動熱帶氣旋的初生。
  4. 高低層垂直風切要小〈<10kts〉才有利於向上垂直發展。
  5. 大氣靜力穩定度要適於積雨雲的發展。

中層對流層要相對潮濕才有利於大範圍積雨雲的連續發展。 不過,已有事實表明,完全滿足上述所有條件,並不一定 會有熱帶氣旋產生;因此,Dr.R.M.Zehr曾提出熱帶氣旋 生成的兩階段說:第一階段,由中尺度對流系統〈MCC〉 產生中尺度渦旋。第二階段,中尺度渦旋內第二度爆發強 大對流,才會啟動中心氣壓降低和風速增強的過程。

颱風為什麼發生在熱帶海洋上?
 
  1. 颱風是一種具有強烈氣壓梯度伴隨強烈風速的熱帶氣旋,其發展所需的龐大能量,完全依賴透過水汽蒸發帶到大氣中的潛熱,這種潛熱因空氣上升絕熱膨脹冷卻,降低溫度達到飽和凝結,而釋放出來供颱風發展之用,由地表面蒸發而進入大氣中的水汽主要來源地是海水溫度較高(27℃及以上)的熱帶海洋。因此,颱風必須在熱帶海洋上生成及發展。
  2. 溫帶海面水溫和飽和水氣壓遠較熱帶海面低,潛熱供應不足,因此,不會有颱風生成發展。
  3. 陸地缺乏水汽,颱風登陸後因水汽來源迅速減少,颱風所需的能量供應缺乏,同時地形摩擦空氣明顯內流,氣壓上升,所以颱風即迅速減弱並消失。

能告訴我颱風的生成原因嗎?

地球上介於南北緯35~37°間的廣大熱帶地區,接收太陽短波輻射進來的熱量比由地表面長波輻射出去的熱多,大多積存於海水中。緯度高於35~37°以外的中高緯地區,地表接收太陽短波輻射的熱少於長波輻射出去的熱,有熱量收支不夠情形。因此,必須將低緯多餘熱量輸送到較高緯地區,以維持全球熱量收支平衡,要不然較低緯地區會愈來愈熱,而較高緯地區會愈來愈冷,這項熱量輸送工作由洋流(佔絕大部分)及氣流完成。氣流輸送方式除冷季極地大陸北來冷空氣向南輸送,及偏南風將較暖空氣向北輸送外,颱風是將儲存於熱帶低緯海洋地區中的熱量輸送到較高緯度地區的一個相當重要媒介。也可以說,颱風的發生和高低緯度熱能的不平衡有重要關聯。

颱風生成有理論的探討及形成條件的說明。現僅從天氣圖上適於生成颱風的條件加以扼要介紹:


全球地面天氣圖上,熱帶低緯海水面溫度在27℃以上常有多個低壓同時存在,但必須在上列其他條件 的良好配合下,始可形成颱風。亦即在近地面的低 層和上層大氣的良好配合下,地面熱帶低壓(T.D)才 可能發展成颱風。颱風形成後,一般由其上空導引 氣流之牽引而向西北偏西、西北、北而後轉向東北 進行,移到較高緯地區減弱而成為溫帶氣旋,隨西 風帶而移動,或移到中國大陸而漸消失。完成了將 熱帶低緯海洋中的熱量輸送到高空及中高緯地區的任務。

為什麼西北太平洋四季均有颱風生成?
 
  1. 西北太平洋因海水面溫度等於或大於27℃的暖洋面較廣,而低層(850hPa)與高層(300或200hPa)的垂直風切較小...等,適於颱風生成的氣象條件較其它地區的熱帶氣旋條件為佳,所以平均一年到頭都有颱風生成,但以7-9月生成的颱風為最多,不過每年每月的大氣環境並不相同,所以每個月颱風會隨年代不同而有所差異。
  2. 2000年1月至3月6日西北太平洋無任何一個颱風生成並不特別,因為1960-1990年平均1月僅有0.6個,2月0.2個,3月0.4個而已。
  3. 根據過去同一天的天氣圖中,在南海、菲律賓東方海域、台灣東北方及東方海域、日本南方及東南方海域上,同時有4-5個颱風活動並非少見。

颱風形成前是否為雷雨胞?

西北太平洋颱風大多形成於間熱帶輻合區內,在此區內,一般對流旺盛,可發展成高聳的積雨雲(Cb,亦稱雷雨雲),雲中有強烈的雷雨胞,這些積雨雲在上升凝結過程中所釋放出的潛熱很多,在低層至高層適當的氣象條件下,使釋放的潛熱能集中於很小的範圍內,導致低層輻合與高層輻散的煙囪效應,地面氣壓不斷降低,氣壓梯度不斷增強,進而使風速增強到平均風速達34kt或以上即形成颱風,因此,颱風形成前該區是有雷雨胞的,颱風環流內特別是雲牆(Wall Clouds)中都是積雨雲。

鋒面會發展成颱風嗎?
  1. 鋒面是由冷、暖兩種不同秉性氣團相互推擠所形成的。
  2. 颱風是太平洋高壓南邊熱帶輻合區內所產生的熱帶氣旋,有時颱風會移動到鋒面末端以南的地方,颱風雲系和鋒面雲系連成一起,但鋒面上是不會生成颱風的。

請問為何季風槽中的廣泛對流卻不利颱風迅速增強?
 
季風槽中的廣泛對流雲,如碰到高層有相當顯著的輻散〈外流〉,且自850hPa到300hPa〈或是200hPa〉的垂直風切不很大,凝結所釋放的潛熱侷限於很小的範圍內,即發生煙囪效應,如此在季風槽內就可以形成颱風的,過去,當季風槽位於台灣東南方海上期間,形成颱風的實例不少。

地中海會不會形成颱風呢?需要什麼條件才行?
 
  1. 颱風生成的必要條件有:
    • 廣大的海面海水面溫度在27°C或以上,如此始有足夠的水汽,藉蒸發進入空氣,將蒸發潛熱帶進空氣。
    • 距赤道南北5個緯度以上,如此始有足夠的偏向力(科氏力)使氣壓梯度力增大到能發生達到颱風強度的風速(每小時34浬或每秒17.2公尺)。
    • 先有低壓擾動,因為颱風是由熱帶性低壓增強而成。
    • 低壓區的低層輻合要配合高層輻散外流,且高層外流的量要比低層內流到低壓環流內的量多一些,但不能 太多,因此地面氣壓始可不斷降低,而使風速不斷增強,即要有像煙囪一般的煙囪效應,將水汽凝結所釋放的潛熱集中在小範圍內,作為發展颱風之需。
  2. 地中海不是廣大的海面,它不是發生颱風的源地(全球有8個颱風源地,以我們西北太平洋區的颱風為最多,每年平均有27個,美國東南部北大西洋的颶風為第二有名,每年平均有10個)。
  3. 地中海的氣候是冬暖夏涼,降水量不多,且降水以冬季為主,這都不是形成颱風的有利條件,所以地中海不會形成颱風。

何謂第二類不穩定條件機制?
 
  1. 請注意一下,來題中所問及的「第二類不穩定條件」應該改為「第二類條件性不穩定」方為正確。
  2. 在熱帶地區中,積雲中因對流凝結所釋放之潛熱為導致大範圍擾動之能源,而大範圍運動則有輻合作用不斷供應積雲所需之水汽,積雲對流與大範圍運動兩者間,如此循環不斷地彼此相互加強,終可導致大範圍之不穩定,並可使不穩定增強,即稱之為「第二類條件性不穩定」。此為颱風生成理論之一,但未為多數氣象學者所接受。

請問解釋颱風生命史的依據?會對天氣造成何種變化及我們面對颱風該有什麼因應之道?
 
  1. 有關颱風的生命史,因每個颱風從生成加強到減弱消失,所維持的時間長短都不一樣。以2000年的颱風而言,發生於8月1日杰拉華(JELAWAT)颱風及8月9日的艾維尼(EWINIAR)颱風的生命期均為9天6小時,而7月25日晚上形成於換日線西方珍珠(CHANCHU)及8月21日生成南海西部的凱米(KAEMAI)颱風生命期只有1天6小時,其生命期是相當短的。對一個結構良好強度大維持較久的颱風而言,颱風的生命史,可區分為生成期、發展期、成熟期、以及減弱消散期,每個階段都可依據當時氣象衛星雲圖來判斷。
  2. 颱風挾帶著狂風暴雨而至,這種狂風暴雨又深受地形作用而加強或減弱(背風面風速減小),颱風眼過境時既無風亦無雨。颱風侵襲台灣強大風力可拔樹倒屋,吹壞電力、電話設施、農作物……等,因環流雨及地形雨雨量很大,會造成山洪爆發、海水倒灌、洪水氾濫、土石流亂竄……很多很多災情。
  3. 對颱風的因應之道——按時收聽中央氣象局所發布的颱風警報(電視、廣播、或用166電話)並作適當的防範,包括下列諸項:颱風期間避免爬山旅遊外出、低漥地有淹水之可能或山坡地有土石流爆發之憂等危險區事先疏散、修剪樹木加強支撐、盆栽或其他較小物品收進室內以免掉落或砸傷他人、整理外牆電線、風大地區注意門窗釘牢補強工作、備妥電池及手電筒以防停電發生、可預先儲水以備缺水之虞、家中準備乾糧飲用水、親朋好友互相聯絡提醒,尤其是在外獨居的親友……等等,總之提高警覺多留心生活週遭的每一處,多一份完善因應,就能少一份颱風災害的發生。此外,颱風未來臨前,預先採收蔬果收割稻子(如果已成熟8-9分)也是非常重要的。

氣象史上生命期最長的颱風有哪些?
  1. 西太平洋上的颱風生命期因颱風生成所在緯度及經度不同而異,最短的不到1天,較長的7-8天,超過10天者亦不少。
  2. 如以颱風強度反覆多次變化(颱風變T.D,T.D變颱風)而言,則以1986年8月18日~ 9月4日之韋恩颱風的18天為最長。