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资料:台风蕴涵的巨大能量

2012年07月30日16:24
来源:新华网

  台风所蕴涵的巨大能量可以从它所带来的降水来说明。据研究,平均一个台风1天可在半径为665公里的范围内降水15毫米,即2.1×1016立方厘米,这么多的降水所释放的潜热有5.2×1019焦耳/天(6.0×1014瓦特),相当于全球发电总量的200倍!

  台风所蕴涵的巨大能量还可以从它的大风所带来的风能(动能)来说明。假定一个成熟的台风在半径为60公里的范围内风速平均为40米/秒,维持这样的大风所需的能量约1.5×1012 瓦特,相当于全球发电总量的一半,也是十分惊人的!

  台风的结构、形成与分布

  台风是一种很强烈的热带气旋。它好比水中的漩涡一样,是在热带洋面上绕着自己中心急速旋转同时又向前移动的空气漩涡。在移动是像陀螺那样,人们有时把它比作“空气陀螺”。

  (一)台风的结构

  台风在水平方向上一般可分为台风外围、台风本体和台风中心三部分。台风外围是螺旋云带,直径通常为400-600公里,有时可达800-1000公里;台风本体是螺旋区,也叫云墙区,它有一 些高大的对流云组成,其直径一般为200公里,有时可达400公里;台风中心是台风眼区,其直径一般为10-60公里,绝大部分呈圆形也有椭圆形或不规则的。

  台风在垂直方向上分为流入层、中间层和流出层三部分。从海面到3公里高度为流入层,3-8公里左右为中间层,从8公里高度左右到台风顶是流出层。在流入层,四周的空气做反时针(北半球)方向向内流入,愈近中心风速愈大,把大量水气自台风外输入台风内部;中间层气流主要是围绕中心运动,底层流入现象到达云墙区基本停止,而后气流环绕眼壁做了螺旋式上升运动;中间层上升气流到达时便向外扩散,流出的空气一部分与四周空气混合后下沉到底层,一部分在眼区下沉,组成了台风的垂直环流区。台风气温愈到中心愈高,气压愈低。

  (二)台风的形成

  从台风的结构看到,如此巨大的庞然大物,其产生必须具备特有的条件。一是要有广阔的高温、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,台风只能形成于在60米深度内的水温都要高于26-27摄氏度的暖洋面上。二是要有底层大气向中心辐合、高层向外扩散的初始扰动。而且高层辐散必须超过底层辐合,才能维持足够的上升气流,底层扰动才能不断加强;三是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气凝结所释放的潜热能集中保成在台风眼区的空气柱中,形成并且加强台风暖中心结构;四是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,向南北两极逐渐增大,台风发生在大约离赤道5个纬度以上的洋面上的。

  上述几个方面是形成台风的必要条件,但并不是说具备了这些条件就一定会发生台风。台风的形成过程是:在低纬度地带高温、高湿洋面的低空,有一个很弱的气旋性涡旋产生,在合适的环境下,因摩擦作用产生的辐合气流把底层大量的暖湿空气带到涡旋内部,并产生上升和对流运动,释放潜热以加热涡旋中心上层的空气柱,形成暖心。由于涡旋中心空气柱增暖变轻,空气浮力增大,产生向上加速度,使涡旋中心地面气压下降,低压环流得到加强。而低压的增强,又反过来使低空暖湿空气向内辐合加强,更多的水气向中心汇集,对流更旺盛,中心变得更暖,涡旋中心的地面气压更为下降产生很强的气压梯度,绕中心旋转的空气速度也加大了。如此循环,直到发展为台风。台风的发展可分为扰动、增暖、加深和成熟四个阶段。台风在热带海区生成后移动到亚热带和温带地区,有冷空气进入台风内,则台风要减弱甚至变为温带气旋;或者台风在大陆登陆后,由于台风运动所依赖的能源(水气)供应已切断及受地形摩擦等影响,逐渐消亡。

  (三)台风的分布

  台风的形成具有一定的条件。因此,它的发源地也在特定的地区。台风是热带洋面上的“特产”。她经常发生在南北纬度5-25度左右的热带洋面上。

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