第八章热带气旋要点课件.ppt

第八章 热带气旋 (Tropical cyclone),1.概述2.热带气旋的天气结构特征3.热带气旋形成条件与生命期4.热带气旋的移动5.南海热带气旋6.热带气旋的测算和避离方法7.低纬度天气系统,概述,定义：热带气旋是发生在热带洋面上的一种暖性的气旋性涡旋，是大气中极强烈的风暴，被称为“风暴之王”。具有极大的破坏力，严重威胁海上航行安全。台风：指发展到强烈程度(风力12级)的热带气旋。范围：以系统最外围近似圆形等压线的直径表示。平均直径在600-800Km，大的1000Km，小的几百Km。强度：以近中心附近最大风速或中心的最低气压表示。一般中心气压在960hPa左右,最低875hPa,风速一般可达60-70m/s，个别可达 110 m/s.热带气旋天气: 狂风、暴雨、巨浪、暴潮。,热带气旋的等级和名称西北太平洋地区,我国对出现在西北太平洋和南海的热带气旋，从1989年1月1日开始采用国际标准来划分四个等级，日本也采用这一标准：热带低压 TD (tropical depression） ：近中心附近最大风力8级（34Kn）。(我国下限6-7级）热带风暴 TS (tropical storm):近中心附近最大风力89 级(3447Kn) 。强热带风暴 STS (severe tropic storm)：近中心附近最大风力1011级(4863Kn) 。台 风 T (tyhoon)：近中心最大风力12级(64Kn) 。,热带气旋的等级和名称东北太平洋和大西洋（包括加勒比海、墨西哥湾）,热带低压 TD (tropical depression）：近中心附 近最大风力8级（34Kn）。热带风暴 TS (tropical storm): 近中心附近最大风力811级(3463Kn) 。飓 风 H (Hurricane）：近中心最大风力12级(64Kn),热带气旋的等级和名称北印度洋和南半球洋面,阿拉伯海和孟加拉湾（2等级）1. 低气压 D (depression）：近中心附近最大风力 8级（34Kn）。2. 气旋性风暴 CS (cyclonic storm）：近中心附近最大风力8级（34Kn）。南半球洋面（2等级）1. 热带扰动 TD (tropical disturbance)：近中心附近最大风力8级（34Kn）。2. 热带气旋 TC (tropical cyclone）：近中心附近最大风力8级（34Kn）。,热带气旋的编号、命名和警报,我国中央气象台将发生西北太平洋（180以西、赤道以北）上风力8级的热带气旋，每年从1月1日按顺序编号和命名。如0208表示2002年第8号热带气旋。年平均29个，如1967年最多出现40个，1947年仅出现2个。中央气象台发布台风消息、台风警报、台风紧急警报：1.台风消息：预计未来天，台风可能影响我国沿海，风力12级。2.台风警报：预计未来天，台风可能影响我国沿海，风力12级。3.台风紧急警报：预计未来天内台风直接袭击我国沿海，风力12级。,热带气旋的源地和发生频率,除南大西洋和南太平洋东部外，发生热带气旋的八个低纬特定海域为：西北太平洋，东北太平洋，北大西洋，孟加拉湾，阿拉伯海，西南太平洋，南印度洋，澳大利亚的西北（岸）。热带气旋主要发生在南北纬各5-20之间，尤其在10-20之间占65%。频数见P127表。,热带气旋发生季节,季节：热带气旋一年四季均有发生，但绝大多数集中在某几个月。北半球主要集中产生在710月，89月最频繁；南半球主要集中产生在13月；孟加拉湾和阿拉伯海主要产生在5月或1011月。影响我国的热带气旋源地：1. 菲律宾以东洋面；2. 关岛附近洋面；3. 南海中部洋面。世界上受热带气旋影响最严重的国家：孟加拉湾、中国、日本、东南亚、加勒比海地区和美国东部沿岸。西北太平洋发生的热带气旋最多，约占北半球的66%。,热带气旋的天气结构,热带气旋的范围通常以系统最外围近似圆形的等压线为准，直径一般为600-1000km，个别可达2000km以上。垂直可达对流层顶。强度以热带气旋中心最低气压或热带气旋近中心附近地面最大平均风速表示。,热带气旋的天气结构外围区：指从热带气旋边缘到最大风速外缘，平均宽200-300Km。涡旋区：自最大风速区外缘到台风眼壁，平均宽度1020Km。眼区： 热带气旋中心区，平均半径1050Km。,台风气流分布,卫星云图中的热带气旋,热带气旋的天气结构,热带气旋的形成条件,热带气旋形成的四个必要条件：1. 广阔的高温高湿洋面2. 有利的流场3. 一定的地转偏向力4. 对流层风速垂直切变要小,广阔的高温高湿洋面,广阔的高温高湿洋面是热带气旋发生、发展的必要条件。因为暖的海面，蕴藏着较大的热量，海面蒸发亦旺盛，通过海气间的湍流输送，使扰动所在的低层大气获得大量的热量和水汽，积云对流释放出大量凝结潜热，维持台风的暖心结构，也就是形成热带气旋的主要能源。实际分析发现，2627C的海温可以作为发生热带气旋的第一临界温度，只有达到这一临界值的海域，才有热带气旋发生的可能。2930C是热带气旋发生的第二临界温度，达到这一临界值的海域，热带气旋发生、发展的概率最大。,一定的地转偏向力的作用,一定的地转偏向力能使辐合气流逐渐形成为强大的逆时针旋转（南半球为顺时针旋转）的水平涡旋。在近赤附近，空气沿G的方向运动，所以很难形成空气涡旋。因此，有人认为这是一个很重要的必要条件。一定的地转偏向力（通常认为5度）的作用也是热带气旋发生、发展的必要条件。只有在南北纬5-20度之间最有利热带气旋形成。,有利的流场,要使高温高湿的洋面蕴藏的大量不稳定能量得以释放并转变为热带气旋发展的动能，必须有一个启动机制，这就是低层的初始扰动。因为在低层初始扰动中，由于摩擦辐合产生上升运动，可使气块抬升至自由对流高度以上，从而使不稳定能量释放出来。作为初始扰动场有赤道辐合带和东风波。统计表明，由赤道辐合带发展成的热带气旋约占85%，由东风波发展成的热带气旋约占15%。,对流层风速垂直切变要小,如果对流层中风速的垂直切变小，则对流层上下的空气相对运动很小，而由凝结释放的潜热始终加热一个有限范围内的同一气柱，可以很快形成暖心结构，保证了扰动的气压不断地迅速降低，最终形成热带气旋。如孟加拉湾和阿拉伯海海域，在夏季风盛行时（78月），风速垂直切变大，热带气旋发生数很少。而在季风过渡时期，该海域风速垂直切变小，热带气旋发生频率最高。,高层辐散流场叠置在低层扰动之上,要使低层扰动迅速发展，在低层辐合流场的上空要有辐散流场，而且高空辐散必须大于低层辐合。这种高空辐散流场的“抽吸作用”，保证了对流层中、下层的上升运动，促使地面不断降压，最后发展成热带气旋。,热带气旋的减弱、消亡和加强,热带气旋的减弱和消亡： 1. 登陆受地面摩擦、水汽源切断而减弱消亡。 2. 移到高纬，吸入冷空气或插入锋面，减弱变性或消亡。 3. 移入冷水面减弱或消亡。热带气旋的加强： 1. 移向暖水面。 2. 登陆后重新回到海上。 3. 移速减慢。 4. 移到高空辐散区的下方。,热带气旋的生命史,1. 初生阶段：从开始的热带扰动发展到风力达8级（台风12级）标准时。2. 加深阶段：中心气压达到最低值，风力达最大时。3. 成熟阶段：中心气压不再降低，风力不再增强，但大风和暴雨的范围扩大。4. 消亡阶段：进入中高纬，因冷空气或锋面侵入而转变为温带气旋或登陆消失。生命期一般为3-8天，最长20天，最短1-2天。夏、秋季长，冬、春季短。,世界各大洋热带气旋的移动路径,1 北太平洋东部热带气旋：发生于墨西哥西海岸，向西北移动，活动于北美西岸、加利福尼亚南部附近海面。2 南太平洋140W以西的热带气旋：源于社会群岛，一支向澳大利亚东岸移动；另一支向新西兰移动。3 北大西洋西部热带气旋：源于墨西哥湾、加勒比海，沿美国东海岸北上转向东北方向移动。4 北大西洋东部热带气旋：源于佛得角群岛附近，向西偏北穿越大西洋转向东北，袭击美国沿岸。,世界各大洋热带气旋的移动路径,5 北印度洋热带气旋：源于阿拉伯海和孟加拉湾，路径偏北或西北向移动。6 南印度洋西部热带气旋：多源于马达加斯加东北部的洋面，先向西到马达加斯加转东南。7 南印度洋东部的热带气旋：发源于帝汶海，沿澳大利亚西北海岸移动。,全球热带气旋的主要移动路径,西北太平洋热带气旋主要路径,西行路径 ： 热带气旋从菲律宾以东一直向偏西方向移动，经南海在华南、海南岛或越南一带登陆。沿这条路径移动的热带气旋，对我国华南沿海地区影响最大。西北行路径 ；热带气旋从菲律宾以东向西北偏西方向移动，在我国台湾、福建一带登陆；或从菲律宾以东向西北方向移动，穿过琉球群岛，在浙江一带登陆，然后在我国消失。该路径的热带气旋对我国华东地区影响最大。转向路径：热带气旋从菲律宾以东向西北方向移动，到达我国东部海面或在我国沿海登陆后，再转向东北向日本方向移去，其路径呈抛物线状。这是最多见的路径。,西北太平洋热带气旋主要路径,影响我国西北太平洋热带气旋主要路径,1. 西行路径：向西移动直达海南岛、广东一带沿海登陆。影响华南地区。2. 西北路径：经台湾在福建、江浙一带沿海登陆。影响华东地区。3. 转向路径：先向西北后转向东北（个别登陆再入海），从菲律宾以东向西北方向移动，到达我国东部海面或沿海地区登陆，然后转向东北方向移去，路径呈抛物线状。在我国的登陆热带气旋，以温州到汕头一带为最多。,影响热带气旋移动的因子,1. 水平气压梯度力：热带气旋相对于东风带、西风带和副热带高压等行星尺度系统来说，是一个较小的涡旋，作为质点，受气压梯度力的影响。一般来说热带气旋移动方向与500百帕等压面上地转气流一致。2.水平地转偏向力：由于热带气旋是在自转的地球上运动的,因而要受到地转偏向力的影响，在北半球，地转偏向力指向热带气旋移向的右侧，并与热带气旋移向垂直；在南半球，地转偏向力指向热带气旋移向的左侧，并与热带气旋移向垂直。3.热带气旋内力：热带气旋内部因铅直运动、旋转运动、经向运动引起的地转偏向力不同而造成的内力。总内力的方向指向西北。热带气旋是在三力平衡下移动的。在东风带移动偏向高压一侧，在西风带移动偏向低压一侧。,热带气旋移速,热带气旋移速因处在不同纬度和不同的发展阶段而有差异。平均移速为20-30 km/h，最快可达100 km/h。通常热带气旋在低纬度的移速慢于高纬度，转向前的移速慢于转向后的移速，转向时最慢，甚至停滞不动。一旦转向移速迅速增加。热带气旋加强时移速较慢，减弱时则较快。平均东风带移速约20 km/h，西风带移速可增至40 km/h，最快可达80-100 km/h。热带气旋异常路径时，往往移速减慢，甚至停滞不前。,影响热带气旋移动的天气系统,（1）副热带高压：是影响热带气旋移动的最直接、最重要的系统。 （2）西风带系统：强大的长波槽脊的演变，对热带气旋的移动有相当的影响。,西移热带气旋的预报着眼点,所谓西移是指热带气旋一直受东风气流的引导，进入南海在广东或越南登陆。因此，热带气旋西移的必要条件是在25N或30N以南维持深厚的、持续的东风气流。,转向热带气旋的预报着眼点,热带气旋从东风带进入西风带时，操纵热带气旋移动的气流方向由偏东变为偏西，就促进热带气旋转向。常见的形势为，环流是经向型的，在我国东部沿海是一个稳定的长波槽或为一个发展的低槽，槽底伸展并稳定在较低的纬度（40N以南，槽后不断有冷空气补充南下），有时甚至低于副热带高压脊线所在的纬度，太平洋上副热带高压往往东退减弱。,登陆热带气旋的预报着眼点,热带气旋在稳定而深厚的东南气流操纵下，向西北方向移动，常在浙、闽地区登陆。其形势特点为：西风带在7090E地区出现长波槽，我国东部沿海为长波脊控制。中心位于黄海、日本海的副热带高压正处在稳定的长波脊南侧，不断地有暖平流补充或西部有暖高东移并入，因而高压发展得很强。,南海热带气旋,概况：1. 定义：在南海海域发生发展的热带气旋。约占西北太平洋热带气旋总数1/3，主要影响南海和华南天气。2. 源地：南海中部。3频数：年平均9个，在南海形成的约4个。 4发生时间：全年各月均可发生，8、9月最多，约占45%。5登陆时间：79月。,南海热带气旋,特征: 1水平范围小，垂直伸展高度低，强度较弱，生命期短，发展迅速，移动速度快，破坏力大，路径复杂。2云系分布不对称：在右前方，云区广、云层厚、云顶高、雨量大；在左后方，云区窄、云层薄、雨量小。云系自外向内分布为CiAcScCuCb。有时会出现一种小而强的“豆台风”，其破坏力很强。,南海热带气旋移动路径,移动路径: 主要受高空气流影响。正抛物线路径:多发生在56月。倒抛物线路径:多发生在78月。西移路径:多发生在612月。69月偏北，1012月偏南。4打转北上路径： 7-9月。,热带气旋的测算和避离方法热带气旋来临前的征兆,海象： 1. 涌浪：利用涌浪的波高和周期判断热带气旋中心的方位、距离。 2. 海水发臭和发光：热带气旋来临前，海浪和涌浪将海底腐烂物质上翻，发出腥臭气味；水温升高，给某些海上发光的浮游生物创造了有利的繁殖条件，群集在海面而发光。 3. 海响：热带气旋来临前，可以听到象吹号角一样的海响。,热带气旋的测算和避离方法热带气旋来临前的征兆,天象: 1. 天色：距热带气旋中心1000Km时，可以看到天空由正常的颜色转变为类似早晚霞一样的颜色。 2. 云：热带气旋外围出现辐射状卷云，向中心逐渐变厚、变密，辐射中心的方向就是热带气旋中心的方位。 3. 风：当热带气旋接近时，当地的盛行风会发生改 4. 气压：热带气旋接近时，气压明显下降，气压日变化消失。,热带气旋中心方位判定法,1、利用云和涌的特点判定热带气旋中心方位：天边出现辐射状卷云，云在水天线上汇合点的方向指示热带气旋方位；有规律的涌浪不断增大的来向，指示热带气旋中心方位。2、根据风压定律和气压距平值判断热带气旋中心方位： P=海平面气压（经日变化订正）-月平均气压 P 20hpa，在北半球，热带气旋中心在左方90左右。,热带气旋中心方位判定法,3、根据风压定律和风力大小判定热带气旋中心方位：背真风而立，以测者正前方为0，在北半球，热带气旋中心在左前方45-90；在南半球，热带气旋中心在右前方45-90的方位。当风力为6级以下，中心在45左右；8级时，在67.5；大于10级，在90左右。,热带气旋中心距离判定法,1 每小时气压降低量（P/h） P/h 0.6-2.0 2.0-2.6 2.6-4.0 4.0-5.0中心距离 n.m 250-150 150-100 10080 8050 2 气压距平：距中心越近，距平值应越大。 P=海平面气压（经日变化订正）-月平均气压P (hPa) 5.3 5.3-10.7 10.7-20.0 20.0距中心距离 n.m 500-120 120-60 6030 30,船舶所处热带气旋部位及其判定法热带气旋部位的划分,沿着热带气旋进路过中心将热带气旋分成两个半圆，即左半圆和右半圆。北半球，左半圆为可航，右半圆为危险。南半球，右半圆为可航，左半圆为危险。危险象限：北半球在右前象限。危险象限：南半球在左前象限。,为什么右半圆称为危险半圆？,（1） 北半球热带气旋风绕中心逆时针吹，右半圆的风向与热带气旋移向一致，两者迭加。（2） 北半球热带气旋转向向右，在右前象限易被吹进热带气旋中心，不易驶离。（3） 北半球热带气旋右半部与副热带高压相邻，气压梯度大。,船舶所处的热带气旋部位及其判定法热带气旋部位的判定,根据真风向随时间的变化判定：A：当真风向随时间顺时针方向变化时，表明船舶处在右半圆（北半球为危险半圆）。B：当真风向随时间逆时针方向变化时，表明船舶处在左半圆（南半球为危险半圆）。C：当风向稳定少变，船在热带气旋进路上。,北半球,南半球,船舶所处的热带气旋部位及其判定法热带气旋部位的判定,根据风速和气压判定：若风速增大、气压降低 ，船舶处在热带气旋前半圆。若风速减小、气压回升 ，船舶处在热带气旋后半圆。综合上述两种方法可以判定船舶所处的象限：若真风向随时间顺时针方向变化时，风速增大、气压降低 ，船舶处在右前象限。若真风向随时间逆时针方向变化时，风速增大、气压降低，船舶处在左前象限。,右前,右后,左前,左后,左后,右后,右前,左前,船舶避离热带气旋方法,1 若船舶处于北半球热带气旋右半圆，使船首右舷顶风，保持风从右舷10-45而来,全速避离。 2 若船舶处于北半球热带气旋左半圆，使右舷船尾受风，保持受风角度30-40,全速避离。3 若船舶处于南半球热带气旋左半圆，使船首左舷顶风，保持风从左舷10-45而来,全速避离。 4 若船舶处于南半球热带气旋右半圆，使左舷船尾受风，保持受风角度30-40,全速避离。,热带气旋和温带气旋的差别,热带气旋与温带气旋的大风和气压分布,低纬度天气系统赤道辐合带,定义：是南北两半球信风气流形成的辐合带。又称热带辐合带、赤道锋或赤道槽。它是热带地区主要的、持久的、大型天气系统，也是热带地区热量、水汽最集中的地区，是热带扰动发生的主要源地。热带辐合带是由很多大小不同的对流云团主成。,季风槽,信风槽,低纬度天气系统赤道辐合带,特点：1.季节变化：有明显的季节性南北位移，夏季偏北，冬季偏南。2. 天气特征：低层总是辐合流场，对流旺盛，有利于积云、积雨云发展，常造成阵雨、雷暴、飑线、龙卷等天气系统。风力可达8-9级。3. 扰动源地：由于湿热不稳定和辐合上升，成为热带地区的扰动源地，据统计，全球85%的热带气旋形成于热带辐合带。,低纬度天气系统东风波,定义：副高低纬一侧的东风带，象西风带一样时有扰动发生，并有规律的西移发展，这种扰动波称为东风波。一般波长为1000-1500Km，最长4000-5000Km，周期3-7天，移速20-25Km/h。,低纬度天气系统东风波,东风波的天气特征 （1） 倒V字型低压槽波，槽前：低层辐散，下沉运动，天气较好；槽后：低层辐合，上升运动，有积雨云、雷阵雨发展，天气恶劣。多发生于大西洋加勒比海和西太平洋上。（2）出现在西南季风之上的东风波槽，与上述天气模式相反，波前坏天气，波后好天气。多发生于东南亚、南海和我国华南地区。,低纬度天气系统热带云团,定义：在热带大气低层经常高温、高湿，对流旺盛，形成对流云体，由无数个对流云体组成的大范围云区称为云团。直径100-1000Km，平均4个纬距。天气特征：云团在天气图上有时没有天气系统与之对应，但云团移动的所经之地，引起大风、暴雨和雷暴等天气。结构特征：1-10Km的对流细胞（单体）组成中尺度对流云群（10-100Km），若干个对流云群组成热带云团，热带云团的有序排列构成赤道辐合带。,能产生大风的天气系统,（1）锋面气旋；（2）冬季冷高压前部；（3）热带气旋；（4）飑线；（5）龙卷；（6）强烈发展的积雨云；（7）热带云团。,