風字

風切變:

風切變是指風向或風速在一空間中存在著明顯的改變或差別。而風切變可分為水平風切變垂直風切變兩種。

垂直風切變是指比較一垂直高度中的風速及風向差。舉個例,如果地面吹時速30公里的東風,到3000米的高空吹時速30公里的東風,6000米的高空吹時速30公里的東風(實際上這情況很少見),那麼,在風向風速都一致的情況下,風切變便不存在。但是如果地面吹東風,3000米的高空無風,6000米的高空吹西風,那麼,在這情況下,由於每一層的風向都存在著差異,所以垂直風切變便存在了。風切變的強弱,總括而言是一種向量計算(Vector Calculation)。

水平風切變則比較一平面範圍中風速及風向差。鋒面就是一水平風切變的明顯例子,如冷鋒,鋒後吹北風,鋒前吹南風,而且鋒面後的風力又比鋒前強,因此我們就說鋒面的前後有著水平風切變。熱帶氣旋圍繞中心附近的風乃逆時針轉變,且隨越接緊中心便越強,因此熱帶氣旋也是一個存在有明顯水平風切變的系統。

風暴潮:

海平面的高低主要受月球、太陽的引力影響而有升有降(即所謂潮汐一般有兩高兩低)外,亦受環繞地球表面
大氣壓力多寡的影響,一區較高氣壓施給海平面的壓力較大,一區較低氣壓施向海平面的壓力較小,乃導致海平面降低及升高現象。

颱風中心氣壓一般較低,強度大的颱風,近中心氣壓降至900hPa司空見慣,而颱風暴風半徑外的氣壓多在
1000hPa以上,暴風半徑數百公里內(指平均風速大於等於34Kt)的大氣壓力差,一定會造成海平面高低的不同,一般颱風內壓力減少100hPa,近中心海面可引起50公分左右的上升,但實際情況很難分辨,因為颱風系統內狂風暴雨,由颱風引起之浪高非常高,其中多少分量是由颱風中心氣壓低所造成。

風眼及風眼牆:

當熱帶氣旋到達一定的強度時,其中心附近之氣塊旋轉加快,環流中心的風速便很高。當因旋轉運動所引起的離心力和氣壓梯度力平衡時,中心便出形成了一個冇風冇雲的區域,此即風眼。緊密的螺旋雲帶就是圍繞著風眼旋轉 (北半球呈逆時針方向旋轉)。明顯的風眼通常只出現於颱風級的熱帶氣旋中心,風眼處氣壓最低,雲層稀薄而且風力微弱。但圍繞著風眼附近的還流卻是天氣惡劣,大風大雨的。

一個成熟的颱風,風眼的直徑通常由數十至一百公里不等,風眼附近一道峽乍的還流名叫風眼牆,是熱帶氣旋中風力最強勁,天氣最惡劣的地方,同時氣壓有最大的差距。

1983年颱風愛倫吹襲本港就是最好的例子,當時愛倫的風眼在香港西南45公里掠過,香港正好受其風眼壁影響,氣壓急降,4個小時內由996hPa降至985hPa,並吹167公里至颶風,陣風更達237公里!但風眼通過澳門時,澳門風勢緩和,只得28公里。

左圖為超級颱風謝柏在可見光衛星雲圖上所顯示的風眼。
右圖為飛機從某成熟颱風的風眼中所拍下的圖片。

風眼及風眼牆的置換循環:

風眼及風眼牆的置換(Eye wall replacement cycle)是一個複雜的熱帶氣旋發展過程,最新研究指出,當一個氣旋中心旋轉的渦度比外圍強六倍以上,或外圍環流面積較低層環流中心對流結構之面績大一倍以上,雙重眼牆的結構便有可能發生。

外眼牆會中斷供應到內層眼牆的水氣,因此,內外眼牆間會呈現一個乾區,而內眼牆就因失去水氣供應而漸漸減弱,內眼隨之填塞;之後,外眼牆場便會取代成為熱帶氣旋的主眼牆,完成一個置換過程。此過程在氣象動力學上而言是兩個渦旋(一大一小)重疊時所發生的雙互作用。

總結而言,雙眼牆颱風有以下特點:

  1. 通常出現在大型風暴結構上。
  2. 眼牆置換過程發生時,風暴強度會下降,置換過程結束後,會重新增強。
  3. 風暴一但出現雙眼牆結構,它可能會出現多次眼牆置換,直至風暴消散或轉化為溫帶氣旋為止。
  4. 風暴出現雙眼牆時,其移動路徑會出現搖擺不穩定的趨勢。

圖為一個擁有明顯雙風眼結構的熱帶氣旋--卡文


多普勒雷達影象中的雙眼牆結構--杜鵑

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