台风的形成及演变
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台风的形成及演变
热带海面受太阳直射而使海水温度升高,海水蒸发提供了充足的水汽。而水汽在抬升中发生凝结,释放大量潜热,促使对流运动的进一步发展,令海平面处气压下降,造成周围的暖湿空气流入补充,然后再抬升。如此循环,形成正反馈,即第二类条件不稳定(CISK)机制。在条件合适的广阔海面上,循环的影响范围将不断扩大,可达数百至上千公里。
由于地球由西向东高速自转,致使气流柱和地球表面产生摩擦,由于越接近赤道摩擦力越强,这就引导气流柱逆时针旋转(南半球系顺时针旋转),由于地球自转的速度快而气流柱跟不上地球自转的速度而形成感觉上的西行,这就形成我们现在说的台风和台风路径。
在海洋面温度超过26℃以上的热带或副热带海洋上,由于近洋面气温高,大量空气膨胀上升,使近洋面气压降低,外围空气源源不断地补充流入上升去。受地转偏向力的影响,流入的空气旋转起来。而上升空气膨胀变冷,其中的水汽冷却凝结形成水滴时,要放出热量,又促使低层空气不断上升。这样近洋面气压下降得更低,空气旋转得更加猛烈,最后形成了台风。
从台风结构看到,如此巨大的庞然大物,其产生必须具备特有的条件。
一、要有广阔的高温、高湿的大气。热带洋面上的底层大气的温度和湿度主要决定于海面水温,台风只能形成于海温高于26℃-27℃的暖洋面上,而且在60米深度内的海水水温都要高于26℃-27℃;
二、要有低层大气向中心辐合、高层向外扩散的初始扰动。而且高层辐散必须超过低层辐合,才能维持足够的上升气流,低层扰动才能不断加强;
三、垂直方向风速不能相差太大,上下层空气相对运动很小,才能使初始扰动中水汽凝结所释放的潜热能集中保存在台风眼区的空气柱中,形成并加强台风暖中心结构;
四、要有足够大的地转偏向力作用,地球自转作用有利于气旋性涡旋的生成。地转偏向力在赤道附近接近于零,向南北两极增大,台风基本发生在大约离赤道5个纬度以上的洋面上。
“水龙卷”
水龙卷 (waterspout)是一种偶而出现在温暖水面上空的龙卷风,这张照片则是一幅较清晰的水龙卷影像。饱含水气快速旋转的气柱状水龙卷,其危险的程度并不亚于龙卷风,内部的风速可超过每小时二百公里。
水龙卷 (waterspout)是一种偶尔出现在温暖水面上空的龙卷风,它的上端与雷雨云相接,下端直接延伸到水面,一边旋转,一边移动。这是一种涡旋,空气绕龙卷的轴快速旋转。受龙卷中心气压极度减小的吸引,水流被吸入涡旋的底部,并随即变为绕轴心向上的涡流。
包含大量水滴快速旋转的气柱状水龙卷,其危险的程度并不亚于龙卷风,内部的风速可超过每小时二百公里。许多水龙卷形成在离雷雨系统很远的地方,甚至出现在相当晴朗的天气里。水龙卷可以是相当透明,刚形成时,只有经由它在水面形成的不寻常图案才会注意到它之存在。上面这张影像是1969年从飞在佛罗里达珊瑚群岛 (Florida Keys)上空的飞机上拍摄的,该处可能是世界上最容易发生水龙卷的区域,每年可以出现数百个水龙卷。在大西洋百慕大三角 (Bermuda Triangle)发生的许多神秘失踪事件里,有些人认为水龙卷可能是其中部分事件的起因。
水龙卷俗称龙吸水或龙吊水等。
特征
水龙卷 (waterspout)是一种偶而出现在温暖水面上空的龙卷风。它的上端与雷雨云相接,下端直接延伸到水面,一边旋转,一边移动。这是一种涡旋,空气绕龙卷的轴快速旋转。受龙卷中心气压极度减小的吸引,水流被吸入涡旋的底部,并随即变为绕轴心向上的涡流。另外,要是有上旋式的陆龙卷向海面移动,行进的过程中也会形成水龙卷。龙卷风是一种小型旋转风,直径一般不超过1公里,小的龙卷风直径约25-100米,与直径1千公里的台风相比,看来无足轻重,可是它的风力却比台风大很多,台风最大风速不会超过100米/秒,龙卷风的最大风速可以达到120米/秒。在某些有利环境里,雷暴可能伴有强劲的柱状涡旋,以漏斗云的形态出现,龙卷风根据它发生在陆地还是海上,可分为陆龙卷和水龙卷。水龙卷的直径一般比陆龙卷略小,其强度较大,维持时间较长,在海上往往是集群出现,1971年7月底一张卫星云图上就显示出有7个水龙卷,真可谓是名符其实的“风霸王”了。水龙卷的移动路径一般为直线,移动速度平均每小时50公里左右;并且一般是垂直向下的,但有时因上空风比地面风大,它的上部会顺气流方向倾斜,一般就可以根据其倾斜方向判判断出移动路径,采取措施避开,就可免遭其害。
形成条件
首先是空气必须具有高温、高湿。我们知道,温度高低反映其热能的大小,空气湿度大,一旦发生凝结现象,大量的潜热就释放出来,变成动能、位能;
第二要有旺盛的积雨云。积雨云是强对流的产物,在强对流运动中易形成涡环;
第三是上升气流和下沉气流间的切变要大,也就是说两者气流方向相反,各自的速度要大,才
能形成强切变。我国南海很具备产生水龙卷的条件,特别是西沙群岛,在夏秋季水龙卷经常出现。据不完全统计,全球每年发生的水龙卷近千个。
海水为什么是咸的?
海水之所以咸,是因为海水中有3.5%左右的盐,其中大部分是氯化钠,还有少量的氯化镁、硫酸钾、碳酸钙等。正是这些盐类使海水变得又苦又涩,难以入口。那么这些盐类究竟从哪里来的呢?有的科学家认为,地球在漫长的地质时期,刚开始形成的地表水(包括海水)都是淡水。后来由于水流侵蚀了地表岩石,使岩石的盐分不断在溶于水中。这些水流再汇成大河流入海中,随着水分的不断蒸发,盐分逐渐沉积,时间长了,盐类就越积越多,于是海水就变成咸的了。如果按照这种推理,那么随着时间的流逝,海水将会越来越咸。
有的科学家则另有看法。他们认为,海水一开始就是咸的,是先天就形成的。根据他们测试研究发现,海水并没有越来越咸,海水中盐分并没有增加,只是在地球各个地质的历史时期,海水中含盐分的比例不同。
还有一些科学家认为,海水所以是咸的,不仅有先天的原因,也有后来的因素。海水中的盐分不仅有大陆上的盐类不断流入到海水中去,而且在大洋底部随着海底火山喷发,海底岩浆溢出,也会使海水盐分不断增加,这种说法得到了大多数学者的赞同。
还有一些科学家以死海为例指出,尽管海洋中的盐类会越来越多,但随着海水中可溶性盐类的不断增加,它们之间会发生化学反应而生成不可溶的化合物沉入海底,久而久之,被海底吸收,海洋中的盐度就有可能保持平衡。
总之,海水为什么是咸的,它会不会越来越咸?这还需要科学家们不断探索和研究.
海为什么是蓝色的?
人们常喜欢用蓝色来形容海洋。其实海水的颜色,从深蓝到碧绿,从微黄到棕红,甚至还有白色的,黑色的,并非只是蓝色。
原来,海水和普通水一样,都是无色透明的,海洋色彩是由海水的光学性质和海水中所含的悬浮物质、海水的深度、云层的特点及其他因素决定的。大家知道,太阳光由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成,这七种颜色的光,波长各不相同,从红光到紫光,波长逐渐变短,长波的穿透能力最强,最容易被水分子吸收,短波的穿透能力弱,容易发生反射和散射。海水对不同波长的光的吸收、反射和散射的程度也不同。光波较长的红光、橙光、黄光,射人海水后,随海洋深度的增加逐渐被吸收了。一般说来,在水深超过100米的海洋里,这三种波长的光大部分能被海水吸收,并且还能提高海水的温度。而波长较短的蓝光和紫光遇到较纯净的海水分子时就会发生强烈的散射和反射,于是人们所见到的海洋就呈现一片蔚蓝色或深蓝色了。近岸的海水因悬浮物质增多,颗粒较大,对绿光吸收较弱,散射较强,所以多呈浅蓝色或绿色。
紫光的波长最短,反射最强烈,为什么海水不呈紫色呢?科学实验证明,原来人的眼睛是有一定偏见的,人的眼睛对紫光的感受能力很弱,所以对海水反射的紫色很不敏感,因此视而不见,相反,人的眼睛对蓝、绿光却比较敏感。
海洋绝大多数是蓝色的,如果海水中悬浮物质比较多,或者其他原因的影响,大海的颜色就不再是蓝色的了。如我国的黄海,它是古代黄河的入海口,黄河夹带的大量泥沙流入海中,把蓝色的海水“染黄”了。虽然现在的黄河改向渤海倾泻,但黄海北面经渤海海峡与渤海相通,加上它要承受淮河、灌河等河流注入的河水,所以海面仍然呈现浅黄的颜色。
在印度洋西北部,亚、非两洲之间的红海是世界上水温最高的海,海里生长着一种红褐色的海藻,由于这种海藻终年大量繁生,把海面染成一片红色,红海因此而得名。