Wednesday, September 18, 2013
熱帶氣旋
熱帶氣旋是發生在熱帶、亞熱帶地區海面上的氣旋性環流,由水蒸氣冷卻凝結時放出潛熱
(參見三相變化中,氣態→液態時放熱)(且水蒸氣與高空冷空氣凝結)發展而出的暖心結構。
所以當熱帶氣旋登陸後,或者當熱帶氣旋移到溫度較低的洋面上,便會因為失去溫暖、潮濕的空氣供應能量,而減弱消散,
或失去熱帶氣旋的特性,轉化為溫帶氣旋。
熱帶氣旋的移動主要受到大尺度氣候系統和科里奧利力所影響;
此外,科里奧利力與角動量原理也使熱帶氣旋的雲系圍繞著中心旋轉。熱帶氣旋在北半球逆時針旋轉,在南半球順時針旋轉。
伴隨熱帶氣旋的大風、大雨、風暴潮等可以造成嚴重的財產損失或人命傷亡;
不過熱帶氣旋亦是大氣循環的一個組成部分,能夠將熱能由赤道地區帶往較高緯度地區。
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颱風是低氣壓的一種,低氣壓就是氣壓比周圍空氣低的天氣系統;
氣壓低的原因,是地表(或海面)氣溫高,因為熱脹冷縮效應,使空氣膨脹(體積變大但質量不變),密度自然變小,壓力也降低。
低氣壓經常造成降雨,原因是低氣壓的熱空氣密度小而上升,空氣中的水蒸氣升到高處後,變冷凝結為水滴,落下成雨。
高氣壓則正好相反,是空氣遇冷而體積縮小,密度變大,壓力升高;
而密度大的冷空氣會向下沉降,越接近地表,溫度越高,液態水越容易蒸發為水蒸氣,所以不會下雨。
在氣象學上也用「氣旋」稱呼低氣壓,「反氣旋」稱呼高氣壓。
颱風都生成在熱帶洋面,「熱帶性低氣壓」,原因是兩種作用使空氣上升,
第一種就是低氣壓形成的作用,熱帶強烈日照使空氣受熱膨脹,密度變小,就會上升。
第二種因素,就是熱帶高溫使海水大量蒸發成水蒸氣,水蒸氣(H2O)的分子量是18,
空氣主成份是氮(N2,分子量28)和氧(O2,分子量32),所以水蒸氣比空氣輕,也會上浮。
一旦某一區域的空氣上升,周圍的空氣就會補進來,此時就要考慮「科氏力」的作用。
在北半球,科氏力會使氣流「右轉」,所以向內輻合的氣流,會一邊前進一邊右轉,就會形成逆時針旋轉。
這種水氣很重的熱帶性低氣壓,氣流會一邊逆時針旋轉、一邊逐漸向內輻合、一邊上升,由於對流層越高越冷,
所以熱空氣上升到高空後,水蒸氣會變冷凝結成液態水,成為雨水落下;
在凝結過程中釋放潛熱,使氣旋變得更暖,空氣再膨脹,密度更低,氣壓再下降,結果氣旋內外壓力差變更大,
吸引氣旋外的空氣往內輻合的力量也增強,使風變更強,帶動更多熱空氣上升,形成「正回饋」,最後就成為颱風。
氣壓越低,風力越強
颱風的風為什麼會那麼強?因為空氣的流動是從氣壓較高處吹向氣壓較低處,颱風是氣壓很低的低氣壓,中心氣壓越低,
與颱風邊緣的氣壓相差越大,風也就越強。
颱風中心的氣壓可以低到多低?低氣壓的「低」,不是和標準一大氣壓比較,而是和鄰近地區比較,
只要比鄰近地區氣壓低,就叫低氣壓;但每個地區氣壓不同,所以用標準一大氣壓做為比較的基準,
氣象上常用的氣壓單位是百帕(hPa),
「一大氣壓」定義為「氣溫0℃、緯度45度的海平面上的大氣壓力」,
一大氣壓約1013百帕。
1979年的狄普颱風,中心曾有870百帕的紀錄,
造成「400年一次大洪水」的納莉颱風,中心氣壓最低則曾降到960百帕。
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