台风的形成与台风知识概述

台风的形成与台风知识概述

摘要：台风（Typhoon）是指发生在西北太平洋和南海海域达到一定强度的热带气旋。而发生在北大西洋、加勒比海、墨西哥湾、东北太平洋东部和东经160°以东的南太平洋等海域的达到一定强度的热带气旋则称之为飓风（Hurricane）。图1-1为典型的台风风场卫星云图。台风的活动具有显著的季节性和地域性，主要发生在5~10月，大多数集中在7~9月。且多形成于南、北纬5°~20°左右有岛屿分布的洋面上，影响我国的台风主要形成于西太平洋菲律宾东侧的洋面、日本的关岛附近和我国南海中部等地。

关键词：台风的形成；台风知识；台风风场结构；防台风应急预案

从2000年1月1日起，中央气象台开始使用热带气旋编号和热带气旋名字来发布热带气旋警报。热带气旋编号由四个数字组成，前两位代表年份，后两位代表热带气旋在当年的顺序号。热带气旋名字则是按照台风委员会成员国提供的140个名字按预先的次序依次排名，例如，0608号超强台风“桑美”是指发生在2006年的第8号台风，东京台风中心按照台风委员会确定的命名表为其命名为“桑美”，它的等级已经达到了16级以上。如果某一次热带气旋造成的灾害十分严重，台风委员会成员可以申请将该热带气旋使用的名字从命名表中永久删去，并提供新的命名进行补充。热带气旋的等级是以热带气旋底层中心附近最大平均风速来划分的，具体划分标准见表1-1。当登陆的热带气旋达到热带风暴或者强热带风暴的级别时，就会对城市建筑结构造成严重破坏，因此本论文中进行损伤估计与预测的风灾范围包括热带风暴、强热带风暴、台风、强台风和超强台风，并把这些合并在一起称为广义上的台风，在以后章节中涉及到的台风就是指除热带低压之外所有等级的热带气旋，而不再仅局限于12级以上的台风。

台风形成条件

台风的形成必须具备一定的条件：（1）首先是广阔的高温洋面。台风的形成与发展需要有巨大的能量，其能量主要来源于大量水汽凝结所释放的潜热。热带洋面上海水温度高且蒸发性强，能够通过湍流运动向大气输送大量热量和水汽，具有高温高湿不稳定的条件，其大量内能是台风产生和发展的巨大能量来源。（2）其次是合适的流场。适宜的环流条件能起动和诱导高温高湿的空气产生扰动，使气流辐合上升。（3）然后是合适的地转偏向力。气流产生扰动后，必须有一定地转偏向力作用。若地转偏向力达不到一定数值时，向中心辐合的气流则会直达低压中心，使之填塞而不能形成气旋性涡旋，则台风无法形成。所以台风大多发生在南、北纬5°~20°之间。（4）最后，风的垂直切变要小。在地转偏向力作用下，辐合上升气流发展为气旋性涡旋。气流上升，绝热冷却产生凝结，凝结释放的潜热使空气增暖。风的垂直切变小，使潜热不向外扩散，保持台风的暖心结构。暖心的反馈作用，使台风中心气压继续降纸，空气涡旋愈旋转愈强，最后发展为台风。以上的条件仅为必要条件，并非充分条件，台风的形成过程非常的复杂，因此即使具备以上的条件，也未必一定能生成台风。

台风风场结构

一个发展成熟的台风风场沿着半径方向上可以分为三个部分：（1）风眼区I：在风暴的最里面，一般范围为10km~70km。这里风弱、干暖、少云。（2）最大风速区：构成涡旋区II的最里层部分且围绕着眼区的环状区域，这是成熟台风最明显的标志。其宽度平均为8 km~19km。最大风速区一般与台风云墙一致。风暴中最强烈的对流和降水就发生在这个地区。（3）外层区：从风暴边缘向内到最大风速区之间的范围。主要由IV区和部分II区构成，风速向中心增加，但常常达不到最大台风风速[1]。台风垂直结构图，其中纵

轴是把垂直尺度放大后的结果，这样可以更加详细地说明垂直方向上各物理量的分布情况。沿着垂直方向，台风可分三个层次。从地面到3km的低层是气流的流入层，这一层的空气强烈向中心辐合，最强的流入主要出现在1km以下的边界层中（V区）；从3km~7.6km 的中间层（IV区）主要是切向风分量；从7.6km到台风顶部是流出层（III区），在这一层中气流从中心向外流出，流出的空气以后和四周空气混合又下沉到低层，于是组成了台风的径向－垂直环流圈。

台风与季候风的区别台风同季候风相比主要有以下3点不同：（1）台风风速和风向角随时间变化显著。一次台风过程大致要经历十几到几十个小时，风速时程曲线由结构距离台风中心的相对位置决定而呈“马鞍型” 或“波峰型”，如图1-3所示，图中曲线（b）表示台风风眼或近中心附近移动路径经过建筑结构所在位置，因此风速时程曲线呈现先增大、减小、再增大而后衰减的过程。当结构进入台风眼区时，由于台风风场结构决定了此时风弱干暖，因此风速降低，当结构慢慢移出风眼区进入涡旋区后，风速又逐渐增大。

曲线（c）表示台风风眼的移动路径不经过或远离建筑结构所在的位置，因此风速时程曲线是单调的先增大而后减小的过程。台风风向角变化范围从0°~360°，经过对美国十几次飓风风速和风向角时程数据观察发现，在风速达到峰值前后三四个小时之内，风向角可转过180°左右。b)马鞍型b)saddle shape a)台风风场移动路径与结构相对位置示意图a)relative location between typhoon trackand structures c)波峰型c)wave crest shape 1-3台风风场移动路径与结构相对位置示意图及不同代表形状的风速时程曲线Fig.1-3 Relative location between typhoon track and structures and different typical shapes of wind speed time-history curves （2）台风的湍流强度和阵风因子比季候风显著增强。风的脉动特性用湍流强度来定义，它是空间中某一点在一段时间内脉动风速的均方差与风速的平均值的比值。