台风形成的原理是什么?

2023-09-25 01:18:46   第一文档网     [ 字体: ] [ 阅读: ] [ 文档下载 ]
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台风形成的原理是什么?

每到夏季,沿海地区经常会受到台风侵袭。台风在海洋上可以造成滔天巨浪,而一旦登陆,又会造成巨大的财产损失甚至人员伤亡。环太平洋国家如美国、日本、韩国、中国、菲律宾、泰国等国家,每年都为了预报台风和减少台风损失做了许多工作。

台风为什么都在海洋上生成?台风为什么是涡旋形状的?北半球的台风为何总是逆时针的?台风是如何命名的?今天带着大家一起了解一下相关的知识。

台风的成因

太平洋地区最容易形成台风,西太平洋地区形成的就叫台风,东太平洋和大西洋形成的就叫飓风,但是二者本质并没有区别。气象学的问题往往都很复杂,人们还没有完全搞清楚台风的成因,但是科学家们基本统一的认识是:台风的形成需要两个条件——水汽和热量。

在夏季的海洋上,阳光强烈的照射会使得海水升温,造成海水的剧烈蒸发。水面附近的水蒸气温度较高,受热膨胀之后就会上升,形成上升气流。在水汽上升的过程中,环境温度逐渐下降,水蒸气就会液化,形成云和雨。同时,高空处温度较低的空气会下降,形成对流。但是如果仅仅是这样,不过就是夏天常见的对流雨,还没有形成台风。

如果阳光的照射十分强烈,在海平面附近的空气急剧上升,就会形成一个低气压区,周围的空气气压较高,形成气压梯度力,就会把空气推向低气压区,会形成风。

10.8m/s17.2m/s,就成为热带风暴,达到24.5m/s就称为强热带风暴,达到32.7m/s就称为台风。超强台风的风速可以达到50m/s以上,所到之处一片狼藉,是与地震比肩的自然灾害。

台风为什么是涡旋形状的?

要理解台风为什么是涡旋形状的,首先我们需要理解一种力:科里奥利力,也叫做地转偏向力。我们首先来看这样一个模型:

有一个盘子,正绕着轴线逆时针转动,一辆汽车正在盘子中间沿


OA方向运动。假如盘子不转动,车自然可以沿着直线走到A点;但是由于盘子的转动,车由于惯性,相对于盘子的路径就不再是OA 而变成了OB。相对于盘子,这辆车向右偏转了,好像受到了一个向右的力的作用,这个力就称为科里奥利力,它是物体在转动参考系里运动时所受到的力。科里奥利力的大小是:

其中v是物体相对于转动参考系的速度,而ω是参考系的角速度。角速度的方向用右手螺旋定则判定:右手四指顺着盘子转动的方向握拳,大拇指的方向就是角速度的方向。在本例中,盘子的角速度方向向上。

而科里奥利力的方向是速度差乘角速度(v×ω),它的方向依然是右手定则:右手四指首先指向速度v的方向,再转向角速度ω的方向握拳,则大拇指的方向就是科里奥利力的方向。

我们会发现,在这个台子上,无论物体向哪个方向运动,科里奥利力的方向都指向它的右侧。因此,小车自己会感觉到运动过程中向右侧偏转。

由于地球是在绕地轴自西向东转动,角速度方向是垂直北极指向空中的,因此如果物体在北半球运动,无论物体的速度方向向哪里,它所受到的科里奥利力都会指向他运动方向的右侧。这种力会造成北半球的河流向右侧侵蚀。大家不妨按照下面的图检查一下:右手四指先指向速度v的方向,再转向角速度ω的方向握拳,看看科里奥利力的方向是不是在速度v的右侧。

现在我们可以解释台风为什么是涡旋形状的了。在台风形成时,周围高压区域的空气会向低压区流动,形成风。在北半球,风在科里奥利力的作用下会向右偏,于是会形成逆时针的漩涡。

如果在南半球,情况就会相反,科里奥利力向左。南半球的河流向左侧侵蚀。南半球的风在科里奥利力的作用下会向左偏,于是会形成顺时针的漩涡。你能区分下面四个台风,哪些是北半球的,哪些是南半球的吗?

如果在赤道上,科里奥利力的方向是垂直于地面向上的,不会造成向左或者向右的偏转,是不会形成台风的。


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