热带气旋（发生在热带海洋上的强烈天气系统）

热带气旋

发生在热带海洋上的强烈天气系统

热带气旋，是发生在热带海洋上的强烈天气系统，它像在流动江河中前进的涡旋一样，一边绕自己的中心急速旋转，一边随周围大气向前移动。在北半球热带气旋中的气流绕中心呈逆时针方向旋转，在南半球则相反。愈靠近热带气旋中心，气压愈低，风力愈大。但发展强烈的热带气旋，如台风，其中心是一片风平浪静的晴空区，即台风眼。气象学上，则只有风速达到某一程度的热带气旋才会被冠以“台风”、“飓风”等名字。热带气旋指通常发生在热带、亚热带海面上的气旋性环流，强度达到一定程度后，在西太平洋一带被称作台风，在大西洋上被称作飓风。强烈的热带气旋不但形成狂风、巨浪，往往还伴随暴雨、风暴潮等，造成严重灾害。

概述

热带气旋(Tropical Cyclone)是一种低气压天气系统，于热带地区离赤道平均3-5纬度外的海面(如南北太平洋，北大西洋，印度洋)上形成，其它移动主要受到科氏力及其它大尺度天气系统所影响，最终在海上消散、转化为温带气旋或在登陆陆地后消散。

登陆陆地的热带气旋可以造成严重的财产或人命伤亡，是天灾的一种。不过热带气旋亦是大气循环其中一个组成部分，能够将热能及地球自转的角动量由赤道地区带往较高纬度。不同的地区习惯上对热带气旋有不同的称呼。西太平洋沿岸的中国、台湾、日本、越南、菲律宾等地，习惯上称当地的热带气旋为台风，而大西洋则习惯称当地的热带气旋为飓风，其它地方对热带气旋亦有不同称呼，气象学上，则只有风速达到某一程度的热带气旋才会被冠以“台风”、“飓风”等名字。

主要特点

1、热带气旋的最大特点是它的能量来自水蒸气冷却凝固时放出的潜热。其它天气系统如温带气旋主要是靠冷北水平面上的空气温差所造成。热带气旋登陆后，或者当热带气旋移到温度较低的洋面上，便会因为失去温暖而潮湿的空气供应能量，而减弱消散或转化为温带气旋。

2、热带气旋的气流受科氏力的影响而围绕着中心旋转。在北半球，热带气旋沿逆时针方向旋转，在南半球则以顺时针旋转。

3、热带气旋是发生在热带或副热带洋面上的低压涡旋，是一种强大而深厚的热带天气系统。

生成时间

热带气旋主要在夏季后期生成，因为海水温度在这个时候最高。但在确切的生成时间上，每个海域都有其独有的季度变化。综合全球而言，9月是热带气旋最活跃的月份，而5月则是最不活跃的月份。

编号命名

热带气旋的命名方法在各区有所不同。在北大西洋及东北太平洋地区，男性和女性的名字会依英文字母排列，交替作为热带气旋的名字。每个风季首个风暴名字的性别也会每年交替。六个命名表会被预先制订，每个命名表每六年会被使用一次。在大西洋，“Q”、“U”、“X”、“Y”和“Z”不会被用作名字的起首字母；在东北太平洋，“Q”和“U”不会被用作名字的起首字母。这样，在每个命名表中，大西洋会有21个名字，而东北太平洋则会有24个名字。

当热带气旋在某地区造成严重破坏，该地区可要求将其除名。然后受影响的地区会提出一个同性别的新的名字作替补（一般会选择与被除名气旋相同语言的名字）。当一个风季内大西洋生成的热带风暴超过21个，或东北太平洋生成的热带风暴超过24个，命名表的名字会被用尽。之后生成的热带风暴会以希腊文字母命名。2005年大西洋飓风季首次出现这个情况。到目前为止还没有以希腊文字母命名的热带气旋造成严重破坏而要面临除名，所以要如何处理这个情况仍为未知之数。

在西北太平洋，热带气旋的命名表由世界气象组织台风委员会制订。共有五份命名表分别由14个委员国各提供两个名字组成，名字会由所提供国家的英文国名顺序使用。不同于大西洋及东北太平洋，循环使用。早在20世纪初至中期，中国大陆、台湾和日本已自行为区内的热带气旋编配一个4位数字编号，编号首2位为年份，后2位为该年顺序号。例如0312，即2003年第12号热带气旋。而美国海军则为整个太平洋内的热带低气压编配一个两位数字编号。

为减少混乱，日本在1981年获委托为每个西北太平洋及南海区域内的达到热带风暴强度的热带气旋编配一个国际编号，但容许其他地区继续自行给予编号。自此，在大部分国际发布中，发布机构会把国际编号放在括号内。但是，各气象机构有时对热带气旋的编号会有差别，主要是因为其对热带气旋强度的评估有所不同。例如在2006年风季，中国气象局曾对一个未被日本气象厅命名的风暴作出编号，因此在余下的风季，前者的编号都比后者的多出一个。

气旋结构

热带气旋的结构一个成熟的热带气旋有以下的部分：

1、地面低压

热带气旋的中心接近地面或海面部分是一个低压区。地球海平面上所录得最低的气压（870hPa）是在有纪录以来最强的热带气旋台风泰培中心所录得的。

2、暖心

热带气旋的暖湿空气环绕著中心旋转上升，过程中水汽凝结释放大量潜热，热能在中心附近垂直分布。热带气旋内各高度（接近海面例外）的气温都比气旋外为高。

3、中心密集云层区

围绕热带气旋中心旋转的密集云层区，通常是由雷暴产生的卷云。

4、风眼

强烈的热带气旋的环流中心是下沉气流，将形成一个风眼。眼内的天气通常都是平静无风，无云，甚至时有阳光（但海面仍可能波涛汹涌）。风眼通常都是呈圆形，直径由2公里至370公里不等。较弱的热带气旋的风眼可能被中心密集云层区遮蔽，甚至没有风眼结构。

5、风眼墙（或称眼壁）

包围风眼的是圆桶状的风眼墙，风眼墙内对流非常强烈，其云层的高度在热带气旋内通常是最高的，降水的强度和风力的强度在热带气旋内也是最大的。强烈的热带气旋有眼壁置换周期，产生新的外眼壁替代内壁。其成因为热带气旋眼壁外围的螺旋雨带重组，然后渐渐向内移动，窃取了眼壁的湿气与能量。在这阶段，热带气旋进入了一个减弱的过程。在外围新的眼壁完全取代旧眼壁，如果环境许可，热带气旋会重新增强。透过多频微波扫描和雷达可以清楚观测到眼墙更新周期中的热带气旋出现双重眼壁；如果热带气旋眼壁置换的过程较为明显，更可从可见光和红外线卫星云图上观测到。

6、螺旋雨带

螺旋雨带是绕著热带气旋中心运动的雨云和雷暴。在北半球，螺旋雨带向逆时针方向绕中心运动。螺旋雨带会为地面带来大风雨，而在每条雨带之间则会较为平静。在接近陆近的热带气旋，螺旋雨带中会形成龙卷风。拥有多条螺旋雨带的热带气旋一般较强及发展成熟；但也有一些“轮状飓风”的主要特征是没有螺旋雨带。

7、外散环流

所有低压系统均需要高空辐散以持续增强，热带气旋的辐散从所有方向流出。因为科里奥利力的作用，热带气旋的高空呈反气旋式外散环流。地面或海面的风强力向内旋转，随著高度上升减弱，最终改变方向。这个特点和热带气旋中心的暖心结构有关，所以热带气旋需要垂直风切变微弱的环境维持暖心结构，才能延续辐散。

生成过程

生成条件

1、海水表面温度不低于26.5°摄氏，且水深不少于五十米。这个温度的海水造成上层大气足够的不稳定，因而能维持对流和雷暴。

2、大气温度随高度迅速降低。这容许潜热被释放，而这些潜热是热带气旋的能量来源。

3、潮湿的空气，尤其在对流层的中下层。大气湿润有利于天气扰动的形成。

4、需在离赤道超过五个纬度的地区生成，否则科里奥利力的强度不足以使吹向低压中心的风偏转并围绕其转动，环流中心便不能形成。

5、不强的垂直风切变，如果垂直风切变过强，热带气旋对流的发展会被阻碍，使其正反馈机制未能启动。

6、一个预先存在的且拥有环流及低压中心的天气扰动。

生成地点

大多数热带气旋在热带辐合带形成，热带辐合带是在全球热带地区出现的雷暴活动区。热带气旋在海水温度高的地区生成，通常在27摄氏度以上。它们在海洋的东部产生，向西移动，并在移动的过程中增强。这些系统大部分在南北纬10至30度之间形成，而有87%在20度以内形成。因为科里奥利力给予并维持热带气旋的旋转，热带气旋鲜有在科里奥利力最弱的南北纬五度之内生成。

运动路径

热带气旋的路径主要受大尺度的引导气流影响，热带气旋的运动被前美国国家飓风中心主管尼尔·法兰克博士形容为“叶子被水流带动”。在南北纬大约20度左右的热带气旋主要被副热带高压的引导气流引导而向西移，这样由东向西的气流称为信风。在北大西洋和东北太平洋，热带波动会被信风从非洲西岸引导至加勒比海及北美洲，最终到达太平洋中部直至引导气流减弱，这些波动（称为东风波）是这区域很多热带气旋的前身。而在印度洋和西太平洋，风暴的形成主要被热带辐合带和季风槽的季度变化影响，相对于大西洋和东北太平洋，东风波形成热带气旋的比例较小。

热带气旋云系最明显的运动是向著中心的，而角动量守恒原理也使外部流入的气流，在接近低气压中心的时候会逐渐加速。当气流到达中心之后会开始向上、向外流动，因此高层的云系也会向外流出（辐散）。这是源于已经释放湿气的空气在高空从热带气旋的“烟囱”被排出。辐散使薄的卷云在高空形成，并在热带气旋外部旋转，这些卷云可能就是热带气旋来临的第一个警号。除了热带气旋本身的旋转，角动量守恒也影响了气旋的移动路径。低纬度地区的地球自转半径较大，因此气体流动的偏移较小；高纬度地区的地球自转半径较小，所以气体流动的偏移较大。这样的力量也是热带气旋在北半球往北移动，南半球往南移动的原因之一。

消散过程

热带气旋一般在以下情况减弱消散，或丧失热带特性。

移入陆地

1、因为失去维持能量的温暖海水，而迅速减弱消散。绝大部分的强烈热带气旋登陆后一至两天即变成组织松散的低压区。但是若果能够重新移到温暖的洋面上，它们可能会重新发展。移经山区的热带气旋可以在短期内迅速减弱。

2、在同一海面上滞留过久，翻起海平面30米以下较凉海水，使表面水温下降，热带气旋因而减弱。

3、移入水温低于26摄氏度的海洋，这会使热带气旋失去其特性（中心附近的雷暴和暖心结构），减弱为低压区。这是东北太平洋热带气旋消散的主因。

4、遇上强烈垂直风切变，对流组织受破坏。

5、与西风带的作用，例如与邻近的锋面融合，这使热带气旋转化为温带气旋，这个过程会持续一至三日。但就算热带气旋完成转化，很多时候它们仍能维持热带风暴的风力和一定程度的降水。在太平洋和大西洋，由热带气旋转化而成的温带气旋有时风力会达到飓风的水平，严重影响美国西岸或欧洲。2006年的台风伊欧凯就是这样的一个例子。弱的热带气旋被另一低压区影响，受破坏而成为非气旋性雷暴，或被另一个较强的热带气旋吸收。

人工消散

在1960至1970年代，美国政府曾尝试以人工的方式使热带气旋减弱。方法是以碘化银使热带气旋螺旋云带的水份过度冷却，令内部眼墙崩塌而降低其强度。1969年的飓风黛比（Hurricane Debbie）风速因此而下降了30%，但在人工减弱后，该飓风的强度很快便恢复。在1947年，一个位于美国佛罗里达州杰克逊维尔以东的飓风被人工减弱后，突然改变路径，吹袭了佐治亚州的沙瓦纳，酿成灾难。因为被人工减弱的风暴有太大的不定性，联邦政府禁止对在48小时内有10%以上机率登陆的热带气旋进行人工减弱，因而大大减少了此后可能的实验风暴数目。因为发现眼壁置换会在较强的热带气旋自然发生，此计划最终被放弃。因为被过度冷却的水份比例太少，以碘化银人工减弱热带气旋的成效不是十分的大。

人工减弱热带气旋的方案：

1、以巨大的冰块降低热带气旋所经过海面的海水温度；

2、在风眼结构形成的初期向其丢下大量冰块以吸收热带气旋放出的潜热，阻止潜热转化为动能；

3、以抑制蒸发的物质覆盖海洋；

4、用核武炸掉热带气旋；

5、向热带气旋丢下干冰。

主要影响

负面影响

1、大风：飓风级的风力足以损坏以至摧毁陆地上的建筑、桥梁、车辆等。特别是在建筑物没有被加固的地区，造成破坏更大。大风亦可以把杂物吹到半空，使户外环境变成非常危险。

2、风暴潮：因为热带气旋的风及气压造成的水面上升，可以淹没沿海地区，倘若适逄天文高潮，危害更大。风暴潮往往是热带气旋各种破坏之中夺去生命最多的。

3、大雨：热带气旋可以引起持续的倾盘大雨。在山区的雨势更大，并且可能引起河水氾滥，土石流及山泥倾泻。

间接破坏

1、疾病：热带气旋过后所带来的积水，以及下水道所受到的破坏，可能会引起流行病。

2、破坏基建系统：热带气旋可能破坏道路，输电设施等等，阻碍救援的工作。

3、农业：风、雨可能破坏鱼、农产物，引致粮食短缺。

4、盐风：海水的盐分随著热带气旋引起的巨浪被带到陆上，附在农作物的叶面可导致农作物枯萎，附在电缆上则可能引起漏电。

正面影响

热带气旋亦是维持全球热量和动量平衡分布的一个重要机制。热带气旋把太阳投射到热带，转化成海水热量的能量，带到中纬度及接近极地的地区。热带气旋亦作为一强烈涡旋扰动，把赤道所积存的东风角动量输送往中纬度地区的西风带内。

1、观测

观测强烈的热带气旋一直以来对人类都是一个很大的挑战。因为它们主要在海洋上活动，位于陆上的气象站大多不能够提供实测数据，在地面的观测一般只有当热带气旋经过岛屿或沿岸地区才有可能。但就算热带气旋接近气象站，气象站也一般只能提供风暴较外围的实时数据，因为如果当强烈的风暴过于接近，气象站的监测设施会被强风摧毁。

2、预测

热带气旋的移动受外力影响，所以要准确地预测其路径，便要知道邻近的高压和低压系统的位置和强度，以及它们将会如何改变并影响热带气旋。由超级电脑和精密的情景模拟软件组成的电脑数值模式，就能够透过电脑模拟做到这一点，从而预测热带气旋的路径。结合这些数值模式与人类对影响热带气旋外力的认识，以及气象卫星和其他感应器，近数十年来科学家对热带气旋路径预测的准确率正逐渐提高；但科学家表示，因为气象学界对影响热带气旋发展的因素了解仍未全面，所以他们对于预测热带气旋的强度较没有把握。

盛行地区

国际日期线以西的北太平洋生成了最多的热带气旋；而南大西洋则几乎没有热带气旋活动。几乎所有的热带气旋都是在赤道南北三十纬度以内的范围内生成。当中大约87%是在南北纬二十度之内。因为地转偏移力弱小的关系，南北纬十度以内形成热带气旋的机会较少，但并非罕见。每年地球总共平均有80个热带气旋生成。

1、北太平洋西部

包括南海，影响地区包括中国大陆及海南、台湾；菲律宾、韩国、日本、越南、太平洋上各岛，间中也可以影响泰国及印尼。每年西北太平洋生成的热带气旋占全球的三分之一。中国的沿岸是全球最多热带气旋登陆的地方；而每年也有六至七个热带气旋登陆菲律宾。

2、北太平洋东部

第二多生产热带气旋地区，影响地区包括墨西哥、夏威夷、太平洋上岛国，罕有情况下可影响下加利福尼亚，及中美洲的北部地区。

3、北大西洋

包括加勒比海、墨西哥湾。每年生成数目差距很大，由一个至超过二十个不等，每年平均大约有十个生成。主要影响美国东岸及墨西哥湾沿岸各州、墨西哥及加勒比海各国，间中影响可达委内瑞拉和加拿大。2005年的飓风文斯更以热带低气压的强度登陆西班牙，是有纪录以来唯一一个登陆欧洲的大西洋风暴。

4、南太平洋西部

主要影响澳大利亚及大洋洲各国。

5、北印度洋

包括孟加拉湾和阿拉伯海，主要在孟加拉湾生成。北印度洋的风季有两个巅峰：一个在季风开始之前的4月和5月，另一个在季风结束后的10月和11月。影响印度、孟加拉、斯里兰卡、泰国、缅甸和巴基斯坦等国，有时更会影响阿拉伯半岛。

6、南印度洋东部

影响印尼及澳大利亚西部。

7、南印度洋西部

主要影响马达加斯加、莫桑比克、毛里求斯、留尼汪岛、坦桑尼亚、科摩罗和肯尼亚等地。

罕见源地

1、南大西洋

由于较低的海水温度、强烈的垂直风切变，至今只曾发现有三个热带气旋在南大西洋形成，包括吹袭巴西的热带气旋卡塔琳娜。

2、东南太平洋

该区因为强烈的垂直风切变，至今未有发现有热带气旋生成。

3、地中海

只有极少数类似热带气旋的风暴曾经形成。

4、高纬度地区

低水温和长期强烈的垂直风使热带气旋难以生成。

5、十分接近赤道的海域

赤道地区地转偏向力较小，难以形成热带气旋的旋转动力。例如在2001年影响新加坡的台风画眉，和2004年于北印度洋生成的热带气旋Agni，都是罕见的近赤道台风。画眉生成的纬度位于北纬1.5度，Agni更是破纪录的北纬0.7度。Agni的生成是一个谜，有待科学家探究。

分级标准

热带气旋的强度一般根据平均风速评定，世界气象组织建议使用十分钟平均风速，但美国的国家飓风中心以及联合台风警报中心，以及中国的中国气象局分别采用一分钟和二分钟平均风速计算热带气旋中心持续风力。根据美国和中国的定义所测量到的平均风速，会比联合国定义的稍高。

其中一分钟与十分钟平均风速的近似换算公式为：十分钟平均风速=一分钟平均风速乘以0.88。不同的地区对热带气旋也有不同的分级方法，在美国，飓风会根据萨菲尔-辛普森飓风等级按强度分为一至五级，澳大利亚也有类似的方法。

美国

美国（NHC/TPC/CPHC/JTWC）方面所使用的热带气旋分级法是对萨菲尔-辛普森分级法的照搬照抄，但之中也有一些比较独特的称号。

特点：以飓风（Hurricane Force）风力作为起点；评定热带气旋级别的根本标准是1分钟持续风力（Sustaining Wind）；风速单位是哩/小时（mph）。

值得注意的是，美国方面使用的是1分钟持续风力，相比于10分钟持续风速，评定标准要低很多。萨菲尔-辛普森分级法（Saffir-Simpson Scale）：

热带低气压（Tropical Depression）：持续风速不大于39mph。

热带风暴（Tropical Storm）：持续风速39~73mph。

一级飓风（Category 1 Hurricane）：持续风速74~95mph，气压不低于980hPa。

二级飓风（Category 2 Hurricane）：持续风速96~110mph，气压965~980hPa。

三级飓风（Category 3 Hurricane）：持续风速111~130mph，气压945~965hPa。

四级飓风（Category 4 Hurricane）：持续风速131~155mph，气压920~945hPa。

五级飓风（Category 5 Hurricane）：持续风速不低于155mph，气压不高于920hPa。

当热带气旋风速被评定达到3级飓风或者3级飓风以上的强度的时候，NHC/CPHC一般会称呼其为“Major Hurricane”，意即强烈飓风。联合台风警报中心则会将中心风力达到130海里或者超过130海里的台风称为“Super Typhoon”，意即超级台风（仅仅是西太平洋）。

日本

日本（JMA）方面所使用的十分钟热带气旋风速评定标准，标准较1分钟评定标准的要高。评定热带气旋级别的根本标准是10分钟持续风力（Sustaining Wind）；风速单位是海里（knots）。

日本气象厅热带气旋分级法：

热带低气压（Tropical Depression）：持续风速不大于33knots。

热带风暴（Tropical Storm）：持续风速34~47knots。

强烈热带风暴（Severe Tropical Storm）：持续风速48~63knots。

台风（Typhoon）：持续风速不低于64knots。

日本气象厅对不同程度的台风级热带气旋都冠以不同的名称，当风速在64~80海里的时候，称为“强”，而当风速在80~100海里的时候，称为“非常地强”，当风速超过100海里的时候，则成为“猛烈”。

印度

印度（Indian，IMD）方面所使用的标准也是10分钟标准，但是这是近几年才出现的标准，应用时间在各机构里面而言是最短的。

印度方面对热带气旋的称呼比较特殊，以下是其分级表：

低压（Depression）：相当于萨菲尔-辛普森分级法里面的热带低气压级别的热带气旋。

深低压（Deep Depression）：相当于萨菲尔-辛普森分级法里面的热带低气压级别的热带气旋，但潜力比Depression要大，一般都是热带风暴。

气旋风暴（Cyclonic Storm）：相当于萨菲尔-辛普森分级法里面的热带风暴级别的热带气旋。

强烈气旋风暴（Severe Cyclonic Storm）：比热带气旋级要强，但可以是强烈热带风暴级别的热带气旋。

非常强烈气旋风暴（Very Severe Cyclonic Storm）：一般强度较强的且中心风力超过12级的热带气旋。（64~119knots）

超级气旋风暴（Super Cyclonic Storm）：中心风速不低于120knots的热带气旋。

法国

法国（France，La-Reunion）方面所使用的也是10分钟标准，但标准又与其它机构有所不同。法国方面所使用的热带气旋分级表：非常弱小的低压区（Zone perturbée，Very Weak Depression）：被认定为低压区，但潜力不至于发展到热带低气压。

热带扰动（Perturbation tropicale，Tropical Disturbance）：被认定为低压区，且有潜力发展为热带低气压。

热带低气压（DEPRESSION tropicale，Tropical Depression）：风速不高于33海里。

热带风暴（Tempete tropicale moderée，Tropical Storm）：风速34~47海里。

强烈热带风暴（Forte TEMPETE tropicale，Severe Tropical Storm）：风速48~63海里。

旋风（CYCLONE tropical，Tropical Cyclone）：风速64~87海里。

强烈旋风（CYCLONE tropical intense，Intense Tropical Cyclone）：风速88~119海里。

非常强烈的旋风（Very Intense Tropical Cyclone）：风速不低于120海里。

参考资料

1.科普：南亚为何多发热带气旋·新华网