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第4章 认识台风(2)

黑风暴对不同地物的危害方式也不同,如暴风机械危害型、沙埋危害型和风蚀沙割危害型。强风造成的沙尘搬迁风蚀物,不仅直接影响沙源区土壤和营养物质的过度流失,而且污染空气,对其他地区以至全球的太阳辐射和热平衡都有一定的影响。全球每年因沙尘暴引起沙尘搬迁的沉积物可达10—20吨/平方千米。气象卫星资料分析气溶胶光学厚度发现,我国西北沙尘暴是大气气溶胶的重要来源,它们可以蔓延数千千米,覆盖上百万平方千米面积。黄沙长距离输送会损坏农田沃土,但也起到增加降水量、缓解酸雨危害程度的作用。日本观测确认,来自中国的黄沙粒子是日本冰晶凝结核的主要部分,增加了日本的降水量。又如1988年4月的一次沙尘暴,使北京地区空气中总含沙量比正常情况高15.7倍,由于碱性亲石元素大量增加,减轻了酸雨危害。此外,平流层内沙尘微粒浓度的增加会造成平均气温降低。

目前,对沙尘暴的形成以及它对大气生态环境的影响已引起了全球科学界的重视,并开展了一系列研究。我国的研究表明:发展有效的黑风暴天气防护体系,包括建立中尺度天气监测网和预报、警报系统;加强和完善黑风暴天气的联报联防;研究制定西北地区脆弱生态系统保护规划;加强退化生态区域的恢复治理和植被保护;加强沙尘暴防灾抗灾知识的科普宣传教育工作等,都是减轻黑风暴危害的有力措施。

台风的危害

台风灾害是我国夏季经常发生的一种气象灾害,也是世界上最严重的自然灾害之一,在世界十大自然灾害中排名第一。十大自然灾害是:热带气旋、地震、洪水、龙卷风与雷暴、暴雪、火山爆发、热浪、雪崩、泥石流、潮汐波。台风具有很强的破坏力,狂风会掀翻船只、摧毁房屋及其他设施,巨浪能冲破海堤,暴雨能引起山洪暴发。台风带来的主要危害有强风灾、大暴雨、风暴潮。

1.强风灾

台风中心由于气压很低,气压梯度非常大,因而能造成很强的大风。台风中心附近的风速常达40—60米/秒,有的可达100米/秒,大风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,造成的破坏更大。大风亦可把杂物吹到半空,使户外环境变得非常危险;海上巨浪滔天,航行的船只如不及时躲避,很难逃脱灭顶之灾。

明成化21年(1485年),福州遇台风影响“拔木发屋,公署民庐尽坏,官舰私船漂及无算,死者千余人”。

1954年9月,在菲律宾吕宋岛东方的海面,向西北行进的“玛瑞”

号台风突然转了一个大弯,直冲日本而去。停泊在日本函馆港的一艘4337吨的“洞斧丸”渡轮,被强风吹到港外距七重滨海滩约300米处触礁沉没,船上1254名旅客遇难;港内另有4艘货轮也相继沉没,186人死亡,造成世界航海史上第二大灾难。加上北海道的损失,这次台风中共有1761人死亡或失踪,房屋全毁和半毁达3万栋以上。

1973年第14号台风,9月14日凌晨登陆海南岛琼海时,强风摧毁了所有测风仪器,以致没有取得实测的风速记录。当时刮走的瓦片嵌入椰子树杆内有6—7厘米深,直径90厘米的钢筋水泥柱被“削”成两段,狂风的巨大压力使房屋的门无法推开,凡在屋内的人很少幸免于难。

1988年第7号台风在西太平洋生成后,迅速向偏北方向移动,直扑我国东南沿海。此台风于8月7日15时在浙江象山登陆,登陆时最大风速达126公里/小时。8月8日,登陆后的台风袭击了杭州市,使素有“人间天堂”之称的杭州市遭到建国以来最严重的浩劫。数以万计的树木被刮倒,电信、输电线路全部被破坏,全市停水停电时间长达5天。铁路、公路和市内公共交通完全中断,机场航班全部停航,整个城市几乎陷入瘫痪。

除了自身的强大风力外,台风引起的龙卷风也会造成巨大的损失。

1989年第23号台风在浙江温岭登陆,其右前方对流带中频发龙卷,袭击了江苏11个县。在美国,约有半数以上的飓风登陆后可能诱发龙卷风。

2.大暴雨

由强对流发展释放的潜热,是台风发展和维持的重要条件,因此,强烈的对流性、阵性降水是台风过程中必然出现的现象。1909年11月,中美洲牙买加一次飓风过程,4天总降水量达2451.1毫米。1952年3月15—16日,南印度洋的一个台风,在留尼汪岛上1天降雨高达1869.9毫米。袭击我国的台风暴雨,以1967年10月17日在台湾省新寮日降雨量最大为1672毫米,其次是1963年9月11日在台湾省北部山区百新的日降雨量为1247毫米。台风能引起如此大的降水,可称得上是空中水库,它登陆后所产生的暴雨能引起山洪暴发或使大型水库崩塌,形成巨大洪涝灾害,从而造成惨重的人员伤亡和财产损失。1934年7月19日,一个台风登陆台湾省,高雄地区半天骤降暴雨1137毫米,比雨量充足的苏南地区一年的降水量还要多,使良田尽成湖泊,街道可以行船。

1996年8月8日,一个很弱的热带风暴致使福建龙岩地区遭受特大暴雨洪灾的严重危害,死亡和失踪共526人,直接经济损失近30亿元。

2004年第7号台风“蒲公英”

带来的持续暴雨,致使台湾中南部地区多处发生泥石流和山洪,造成21人死亡、9人失踪,农业灾害总损失超过23亿元台币。洪灾造成中南部地区21万户居民停电,公路塌方94处,铁路部分路段因路基受损停驶一周。大甲溪的洪灾重创6座电厂,其中青山电厂惨遭淹没,德基电厂进水。此次台风给台湾造成的经济损失超过百亿元台币。

3.风暴潮

台风暴潮也称气象海啸或风暴海啸。由于台风和伴随的大风或强低气压引起气压剧变,从而导致海面异常显着的升降现象。由于台风中心气压极低,对海水的吸吮作用使海面升高,当台风中心气压低于正常气压100百帕时,海面就会上升1米。台风中心引起海洋上汹涌的波浪有时纵深达200公里,但在海上的船舶几乎是感觉不到的。巨浪以50公里/小时以上的速度快速向前推进。此外,风暴潮还有一个可怕的特点:接近海岸时,由于海底摩擦作用,波速变慢,波浪变陡,波高不断增大。有时,滔天恶浪竟在岸边涌成一道高达40米的水墙。

一般说来,波浪的高度只有6—10米,但这也足以使海浪所到之处的一切荡然无存。

较大的风暴潮,特别是风暴潮与天文潮高潮叠加时,会引起沿海水位暴涨,海水倒灌,狂涛恶浪,泛滥成灾。台风移近陆地或登陆时,由于其中心气压很低及强风可使沿岸海水暴涨,形成风暴潮,常会掀起狂涛巨浪,浪高可达10米以上,致使海浪冲破海堤、海水倒灌,造成生命财产的巨大损失。

我国历史上因台风风暴潮灾害造成的生命财产损失触目惊心,最严重的当属上海地区1696年发生的一次特大风暴潮。《松郡志》记载:

“康熙三十五年六月初一日,大风暴雨如注,时方状亢旱,顷刻沟渠皆溢,欢呼载道。二更余,呼海啸,飓风皆大作,潮挟风威,声势汹涌,冲人沿海一带地方几数百里。宝山纵亘六里,横亘十八里,水面高于城丈许,嘉定、崇明及吴淞、川沙、拓林八、九团等处,漂没千丈,灶户一万八千户,淹死者共十万余人。

黑夜惊涛猝至,成人不服相顾,奔窜无路,至天明水退,而积尸如山,惨不忍言。”

1949年建国后,我国几乎每年都会发生台风风暴潮,严重的潮灾平均每2—3年一次。死亡人数最多的是1956年8月2日,发生在浙江省象山县的5612特大台风风暴潮灾,在强风暴潮的袭击下,沿海海塘溃决,海水涌入内陆,纵深10公里一片汪洋,淹没农田41万亩,冲毁房屋7万多间,死亡4629人。

随着沿海经济的迅速发展,台风风暴潮灾害造成的损失也日趋严重,由20世纪50年代的几亿元左右到80年代的平均每年几十亿元。

而进入90年代以来,平均每年直接经济损失超过100亿元,台风引起的风暴潮已成为制约我国沿海经济可持续发展的一个比较重要的因素。

1980年7月22日,在我国广东省雷州半岛登陆的8007号台风产生的南渡潮位站的风暴潮高度为5.94米。这次风暴潮造成414人死亡,12万间房屋损毁,约400公里海堤被冲垮,船只被打沉打散失踪的多达3000条以上,湛江港一艘外轮被抛到防护坝上,经济损失达4亿元。

1997年9月18日至9月21日,受第11号台风和天文大潮的共同作用,中国东部沿海发生了一次严重的风暴潮灾。潮灾先后波及福建、浙江、上海、江苏、山东、天津、河北、辽宁等省,受灾人口达2000多万人,死亡220人,毁坏海堤1170多公里,受灾农田193.3万公顷,成灾33.3万公顷,直接经济损失高达308亿元。

4.间接破坏

台风除所带来的大风、暴雨、风暴潮能造成致命的威胁外,它所造成的间接破坏也不可小视。热带气旋过后所带来的积水,以及下水道所受到的破坏,可能会引起流行病暴发;热带气旋可能破坏道路,输电设施等,阻碍救援工作的进行。

台风的结构

台风是一个近似圆形的强热带气旋。一个发展成熟的台风,在水平上,从里向外大约可分为台风眼区、近中心附近的强风区和暴雨区,外围的大风区和降水区。在气象卫星云图上,有呈黑色的台风眼,近中心附近有深厚对流云区和外围的螺旋云雨带。据飞机探测资料,台风在垂直结构上,从里向外有呈近似漏斗状的台风眼区,从高空向下一直延伸到海平面,中心两侧有宽厚的云墙,外围有强度不等的对流云柱。在温度场的结构上,中心区具有暖核。在气压场的结构上,台风环流高度一般可达12公里,在北半球其上为高空反时针方向转动的涡旋,气象学称为反气旋,南半球则相反为顺时针方向。有时,其环流高度高于12公里,甚至达16公里。

1.台风眼

台风眼是台风发展成熟的一个重要标志,它是由台风眼壁所围成的一个区域,在气象卫星云图和雷达回波图上,一般可以见一个类似眼睛的黑区,其形状多呈圆形或椭圆形,少数有两环的同心圆,个别台风眼也有卵形、多边形、马蹄形等。

台风眼的直径一般为5—50公里,大的超过100公里。在台风眼内,既无狂风又无暴雨,天上仅有薄云,白天能见阳光,夜间可见星斗。台风眼经过某地,该地会突然变得风平浪静,暴雨骤止,并可能持续20分钟到1小时左右,此时常被误认为台风已过,实则是正好处于台风眼之中。越是风平浪静,越是表明台风非常强,一场更猛更狂的疾风骤雨将再度出现,风向也恰好与台风眼到来之前相反。许多地方因为台风造成的重大灾害,经常是在台风眼过境后发生的。

2.台风眼壁

在台风眼外围,有一个环状的对流很强的云带,称为台风眼壁或台风云墙。这是台风结构最重要的一部分,台风形成12级以上的最强狂风和高达10米以上的怒涛主要发生在眼壁区内。同时,台风眼壁也是造成台风暴雨主要的区域之一。在眼壁区内还会出现龙卷风、闪电、雷暴,有时还会伴有冰雹。由于台风往往形成很强的狂风、暴雨、怒涛,造成极大的破坏,因而对龙卷风、闪电、雷暴等所造成的破坏常常被忽视。在考察台风造成的破坏时发现,有的重物能被扬起十几米或更远,可能就是由于龙卷造成的;由于台风眼壁内风声、雨声常把雷声掩盖,因而难以听到雷声,但是经常观测到闪电,按常理有强烈的闪电,必定伴有雷声。

3.螺旋云雨带

螺旋云雨带紧接在台风眼壁之外,范围很广,形式多样,是台风结构中一个非常重要的特征,是判断热带气旋强度能否发展加大的重要标志,还可以用来判断台风影响外围云雨带的分布及其阵性的特征。

一个台风中,常具有多条多方向对称或不对称的螺旋云雨带,中间有一定间隔。螺旋云雨带的分布和强度是千变万化的,在多条云雨带中不但每条的强度不同,就是同一条螺旋云雨带中,其强度也不尽相同。

在螺旋云雨带影响的地方常伴有阵性降水和阵风,其降雨强度和时间随云雨带发展范围和强度不同而不同,这在雷达回波上也有类似的特征。

4.台风风场

由于台风中心气压很低,梯度很大,并随着向中心靠近增加,因而台风的风场基本上是随着气压梯度增大而加强。到近中心附近,通常是在台风的眼壁达到最大。而到台风眼区,风力迅速减小,甚至有的接近静风。

台风环流影响近600公里范围,其风场分布大体可分为三圈:外圈,风力由5—6级逐渐向内增大到6—8级、8—10级、10—11级;中圈,风力在11—12级;内圈,即台风眼区,风力5—6级或更小。

台风形成的条件

从大量的卫星云图分析结果表明,每年有几百个热带扰动发生,然而能发展成台风的却不到1/10。

有些扰动产生后很快就发展成台风,有些却很慢,有些几经加强和减弱,有些则不能发展成台风。所有这些,都涉及到台风的发生发展条件问题。

台风形成的学说有好多,有对流学说、动力学说、赤道锋学说、三气团交点学说和涡度理论等。但是,所有这些学说,在解释热带气旋产生的原因和发展时,不是遇到这方面的困难,就会遇上那方面的矛盾。但是大多数认为,最初是由一个冷性的热带扰动或是一个低压,逐渐变为暖中心热带气旋的过程,而这个暖中心结构是直接或间接地由凝结潜热的释放而形成和维持的。

台风形成的必要条件,目前比较一致的看法有四个,它们是:广阔的暖洋面;对流晨风垂直方向变化大小;要有一定的水平地转偏向力;低层要有初始扰动。

1.广阔的暖洋面

热带气旋要产生在一个规模大而深厚“不稳定”的空气中。所谓“不稳定”的空气就是指容易产生上升和下沉运动的空气,也就是说“不稳定”的空气容易对流。如果底层是高温高湿的空气,因为它轻,就要上升,所以高温高湿的空气就是“不稳定”的空气,容易对流。

对流形成后,上升空气冷却,其中水汽凝结而释放出的潜热,又助长了对流。因此,大规模而深厚的高温高湿“不稳定”的空气中所含有的大量不稳定潜能,是空气中产生热带气旋的根本原因。

广阔的暖洋面是产生大规模而深厚高温高湿“不稳定”空气的有利的地理条件。实践证明,热带气旋只能形成在60米深度内的水温都要高于26—27摄氏度的暖洋面上。

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