極渦和颱風會相遇嗎?
位於寒帶的冷高壓極渦南下,熱帶低壓(颱風)北上,會發生兩者相遇的情況嗎?為什麼?如果會,有什麼實例?
10.3
看到微博上@ 中國氣象愛好者的文章
國慶准寒潮就要來了!它要撞超強颱風!
http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUyOTAwNw==mid=2649230697idx=1sn=dfbc7df0131f0b70b6b03a5622eaeb00chksm=87308a29b047033f30503f38551dd1096eb22789b710abb03b804157fc0b5ded2e7a7f9ab984#rd
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這是一個非常好的問題,但是如果解釋不好就容易陷入兜圈子的怎麼也說不清的困境。
回答這個問題其實不需要什麼太專業的氣象知識,將中學地理的知識稍稍拓展,就可以解決並說的很明白了。
答案就是極鋒的存在使得極渦和颱風的相遇變得幾乎不可能,颱風在逐漸北上進入極渦控制區域時會變性成為溫帶氣旋,不過,這又何嘗不是一種相遇呢?(這裡的幾乎可以去掉,放著是怕碰見抬杠的童鞋~)
一、極地渦旋與極地高壓(帶)
我們知道大氣環流體系中,有兩個依靠熱力驅動的發動機,一個在熱帶,形成熱帶低氣壓帶。一個在極地,形成極地高氣壓帶。
以極地高氣壓帶為例子,空氣受冷收縮下沉。空氣在地面堆積並像外輻散,形成極地高壓和極地東風帶。而在高空,空氣收縮下沉之後為了保證質量的連續性,則空氣像下沉區匯合,並在高空形成一個低壓性質的渦旋,這個渦旋就被稱為極地渦旋,也就是極渦。
下圖就簡單描繪了極地地區中高層的配置情況,D是低壓,H是高壓。
由於下沉比較迅速,這個高壓系統通常非常淺薄,在很低的高度上就迅速的轉為了氣旋性的低壓。
從而也導致極地東風帶也非常淺薄,到了高空後就迅速的轉為了西風。這也就導致高空有著從極地附近一直到副熱帶附近的強大的高空西風帶。
二、極鋒系統
我們知道高壓是順時針旋轉(反氣旋)的系統,高壓的北部吹南風,高壓的南部吹北風。南風由於從低緯吹來,代表暖氣團,北風從高緯吹來代表冷氣團。而由於地轉偏向力的存在,使得北半球的南北風分別向運動方向右側偏轉,從而變成了偏東風與偏西風。
在中緯度地區,北邊是極地高壓,而北緯30°附近是副熱帶高壓。兩個高壓之間一定會存在一個低壓帶(數學告訴我們,(連續可導函數)兩個極大值之間一定存在有極小值),這就是副極地低氣壓帶(當時難道沒有奇怪過,為什麼副極地低氣壓帶會存在么)。東西風的交匯區就是極鋒鋒區。
如果在鋒區中存在有擾動,那麼冷暖氣團就會發生相對移動,從而形成鋒面,而常常也會形成鋒面氣旋,也就是溫帶氣旋。
如果畫成自西向東看的剖面圖的話就是下面這樣,這裡我沒有標出地面鋒線,如果偏北分量大一些就是冷鋒,偏南分量大一些就是暖鋒。
一年四季經常出現的冷鋒,或者說是冷空氣,其實就是極鋒系統的一部分。
三、颱風的北上
以一個轉向型的颱風為例子,颱風是一個暖心結構,空氣圍繞著一個暖中心旋轉,當颱風北上即將投入極渦的懷抱前,颱風就會擾動極鋒鋒區,從而使得極渦下地面的高壓中的偏東風南下,而且是攜帶冷空氣的南下,當冷空氣進入颱風時,颱風的暖心結構遭到破壞,從而變性成為溫帶氣旋,並順著西風帶一路移動。
所以颱風並不是遇見極渦,而是被極渦下的系統融合轉化,最終成為了極渦的一部分。
這也正是地球能量通過大氣環流傳遞的例子,颱風這個將低緯熱帶的能量攜帶至高緯(融合進極渦的繞極地西風帶中)。而每次極鋒鋒區的進退與其中冷暖鋒的北上與南下,都是大氣環流在地球能量輸送中起到重要作用活生生的例子啊。
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另外一個答主說得對,空氣可以相遇,準確說是流通,但是作為現象個人認為不可能。
題主你恰恰忘了一點:整個大氣環流是流動的,有調節作用的。即使在厄爾尼諾和拉尼娜年也會有的,孰強孰弱罷了。
問題腦洞挺大的,不過問的有些籠統,而且得考慮很多情況。
- 【嚴正聲明】
以下圖片來源:國家氣象中心網站提供的模式和數據圖還有谷歌衛星地圖,僅供參考,圖文引用均表明,侵刪。
文章引用(已標明):《熱帶氣象學報》第24卷第六頁,節選。
採用方法:分析個別採用假設法論證,部分有舉例論證,小部分抖機靈不在分析討論範圍里。
不敢保證考慮周全,歡迎專業人士有理有據的指正,謝謝啦。
雖然我不是專業的,不過如果轉載引用也得私信或在評論里說明,侵權必究。
- 【分析前提】
1、南半球不是特別清楚情況,事實上南半球的臭氧層空洞部分原因也是極地漩渦的推動,要真說起來更複雜,所以看第二點。
2、加上我們都在北半球,會更熟悉情況,所以接下來分析以北半球的颱風和北極極渦作為標準。
3、颱風:經查資料,目前已知到達最北部的颱風是2012年第15號超強颱風 布拉萬,12年8月29日14時,在黑龍江省哈爾濱市通河縣境內減弱為熱帶低壓,17時中央氣象台對其停止編號。
這裡以哈爾濱緯度為標準:44°04′-46°40N,取46°N為標準。是目前能達到最北的地方。
- 【開始分析】
偷偷說結論:他們並不可能相遇。或者說,可能性極小,微乎其微。準確說空氣一直在流通,但是相遇時都已經不是原來的自己了(不符合對氣象現象的定義),至少颱風是的!
另外,除非大氣系統被活生生切成幾個獨立小系統了才會有可能性去研究,不過到時候又是另一番景象了,如果這樣,地球又要回到幾十億年前了?或者是已經毀滅了也說不定。
原因一:相應作用範圍的觸發機制不同。
極渦的活動範圍,基本上以中心向四周呈遞減的趨勢。最低有效果的高壓緯度絕大部分都在北緯60以上。
圖源出處:國家氣候中心/歐洲ECMWF數據模式。
上圖是上個月的熱乎的極地漩渦圖分析表,剛好這時候也是颱風多發的季節,還是強勁的秋台(幾個超強颱風基本上都是8月底開始的秋台,比如布拉萬,比如正面剛過的莫蘭蒂)。
藍色地方是高壓中心,紅色地方是低壓中心。注意幾個低壓中心,感受一下每年全球的冷空氣的來源基本上都是這幾個地方作為高壓輸送冷空氣南下的,不管夏季冬季,中心區域最少也有北緯60度左右,而迄今為止牛逼哄哄的布拉萬最多也就到達哈爾濱的46°N,就這緯度還是布拉萬已經是熱帶低壓,非超強颱風時期的時候了。
七月份的冷高壓小而散,根本達不到作用機制觸發效果,不信?看看15年12月的~16年1月,這威力水平不知道比現在高到哪裡去了。
15年12月的圖,忽然想起了我被極端寒冷支配的凍意,我家這個北緯24度這個沿海、基本上不飄雪的地方,不僅在去年跌破了零下,寒風陣陣,山區還飄起了密集的小雪,看看這12月佔了整個中國的亞洲高壓啊T-T,威力多強勁!
可這時候熱帶洋面並沒有生成颱風的條件,而且到了16年1月,高壓轉移了。
再者,假設他們要達到最近的距離,看幾個類型的漩渦↓
根據極渦中心的分布特點, 按100 hPa的環流分為以下四種類型:
(1)繞極型:北半球只有一個極渦中心,位於80°N以北的極點附近的環流。
(2)偏心型:在北半球只有一個極渦,但中心位於80°N以南,整個半球呈不對稱的單波型,有位於西伯利亞東部到阿拉斯加暖脊,歐亞大陸高緯度為一個橢圓型冷渦。
(3)偶極型:極渦分裂為兩個中心,中心分別位於亞洲北部和加拿大,整個北半球高緯度環流呈典型雙繞極。(補充:加拿大最低緯度是北緯50度,亞洲北部太寬泛了,如果非要說,那就拿經常產生的冷空氣的蒙古高壓(也叫西伯利亞高壓)來做北部代表,最少也是北緯45°以上)
(4)多極型:北半球有3個或3個以上極渦中心,整個北半球形成三波繞極分布,波槽的位置與冬季平均大槽的位置接近。
要相遇,極地漩渦的至少要是偶極型和多極型的情況下才會有,這是第一層可能。第二層可能是每個極渦都要達到足夠強勁的作用。
- 【颱風】
如果要形成類布拉萬颱風,要強勢北上還得是超強颱風的實力(一般是秋台),才有可能到達那麼高緯度的地方,那麼以布拉萬同等級威力的,還熱乎的莫蘭蒂作為標準,一個超強颱風要生成要有幾個因素:
1、颱風的命運:洋。
足夠大量的熱帶海洋面積和足夠高的海溫。
1)太平洋大溫床我就不說了,以9月15號肛了閩南的莫蘭蒂超強颱風作為對比標準,熱乎的,登陸廈門的時候雖然是強颱風級但是風速實際上是超強颱風級。根據中國氣象愛好者提供的數據,最厲颱風中心溫度有23.9度,根據中國氣象局颱風與海洋氣象預報中心首席預報員張玲所提供的數據和分析:「在莫蘭蒂增強到超強颱風時候海溫就已經達到了30度了。加上高層的輻散抽吸作用強,低層又有源源不斷的充沛水汽輸入,這就導致颱風增強的速度加快。此外,颱風的垂直切變很小,具有很好的對稱性,這種條件也有利於颱風強度的增強。」
2)通俗的說,海溫得夠高/最好遇到天文大潮(農曆八月十五),反正是大規模漲潮/受到地形撕毀作用小(台灣這種類型的沒兜住)/在熱帶洋面(廢話)
就能生一個完(can)美(jue)無(ren)暇(huan)的颱風。
2、歷史的進程:風和球的考慮。
1)地轉偏向力:說人話就是在赤道附近生成是最好的,參考了度娘百科,在5°以內最為理想,這樣有後勁,可以更好吸收附近空氣和水汽上來。
2)在赤道,暖濕氣流上升形成熱量水汽,由於赤道低壓,且不受自轉偏向力影響,上下空氣柱氣壓差不大,能夠大量吸收熱量,也就是我們所說的後勁。
3)合適的地球自轉偏向力的助攻。
3、一個熱帶氣旋咋就調動成溫帶氣旋了呢:當然是平坦地形決定了它來當。
簡單的說,超強颱風的生成要麼就是水汽熱量足夠多形成足夠大的體積,要麼就是沒有被地形撕毀得厲害。
為什麼很多颱風到福建或者江西境內就沒有了?這兩個省份都是以山地丘陵和山地為主的,江西不清楚,但福建境內我是見得多了,戴雲山脈的撕毀能力杠杠的,如果一個山脈不夠?那就再來一個武夷山脈。基本都能撕裂了大半再出去。
所以轉過頭來,再看看布拉萬這個牛逼轟轟的超強颱風,圖源來自維基百科:
這個牛逼的颱風到了美洲附近的阿留申群島才壽終正寢,但實際上它轉生了一次成為了溫帶氣旋(溫帶氣旋就是強對流天氣,不是颱風範圍了)。當然我們也要看的是他為什麼這麼能耗,就能知道要和極地漩渦和颱風相近,颱風得有多大能力。
放大衛星圖,看看幾個地方是什麼地形:(以下來自谷歌衛星地圖截圖)
1)非藍色部分(未到朝鮮半島前):沒有經過像台灣這個颱風刀子區域,僅僅沖繩幾個小島也想羈絆我?(心疼一下那年的沖繩島民)
類比一下莫蘭蒂?
嗯,類似吧?這個菲律賓與中國的爭議的伊特巴亞特小島(查了一下,有爭議,菲律賓不合法佔有領土,特此聲明更正)整個島16km,都被莫蘭蒂的中心眼包圍,然而莫蘭蒂也沒事。
2)朝鮮半島(路徑圖藍色部分):從路徑圖看是從黃海灣進去的,半島地勢總體為是東北高西南低,東北部為高原山地,東部地區由西北向東南延伸一條太白山脈,中間最高處為金剛山.西部為平原、丘陵。在這裡颱風總算被地形得罪cut了一下。
類似的,莫蘭蒂:這次台灣中央山脈也算是得罪了我一下,然而也只是從17級-15級風力的差別,上廈門的岸了還是部分時段風力17級保底15級,照樣對大陸談笑風生(然而閩南哭了)。也是在這裡它被cut了第一次。
3)哈爾濱地區:嚯,好傢夥,基本上一片平坦,呼蘭區地勢還低洼呢。
莫蘭蒂就沒這好運了,來到廈門島地區登陸後被cut第二次,再來到漳州山地丘陵長泰縣地區被cut第三次後,最後在江西境內被江西境內山地最後一cut變成熱帶低壓。
正經的說,哈爾濱坐落在東北平原上,地勢平緩,所以颱風在這還發揮了餘威,實際上,哈爾濱這裡已經是熱帶低壓了。過了哈爾濱在俄羅斯境內轉溫帶氣旋它又續了兩天(?),所以已經不算意義上的颱風了,只有下雨打雷閃電颳風等強對流天氣,所以不在討論範圍內,再討論就不科學了。
俄羅斯西部境內基本上都是平原和山林,加上本身颱風已經轉生了,寒帶海洋區域作用微弱無法補充,所以溫帶氣旋部分不多贅述。
颱風部分總結:像能到達這麼北部的颱風,基本上很少受到地形的破壞影響。
原因一總結就是:雖然極地和熱帶-亞熱帶地區空氣一直有在流通,但二者真正產生效果的季節不同、緯度到達極限也有差距。真的要強行天雷勾地火(基本不可能,等下開個腦洞),極地漩渦要強勁,基本上是北半球冬季,颱風級別得是基本沒有被地形破壞的超強颱風,且一般發生時間在夏末-秋初這一段時間。
就算基本的流通,還要考慮地球自轉偏向力對高壓/低壓中心的影響,這是動態的,題主這麼問可能是割裂了兩個現象本身的聯繫。
原因二:不要割裂地球大氣環流系統,他們本身都是一個系統里相互流通的!
圖源:中國氣象局國家氣候中心提供數據,信息見水印。
9月16日最新監測氣壓場
8月850hpa風場預測
沒辦法找到同時期的,但是可以看個大概,誤差就是在三個月內,還算一個季節里的。總體來說在等壓線密集的地方也是風向箭頭密集,也就是風力強勁的地方,按照氣壓從高向低流動形成了風。
大氣環流是一個動態的系統,以北半球為例,從春分-秋分前後,太陽直射赤道-北回歸線23°26"(話說我家最南端的海島是23°46",僅僅差幾十公里就到達北回歸線),大量暖濕氣流北上佔優勢,把水汽和熱量輸送到高緯度地區,極地高壓(漩渦和漩渦群)在秋分-來年春分前後,也就是太陽直射在赤道-南緯23°26"時候,冷高壓輸送冷空氣南下。實現全球大氣環流系統能量的總體平衡。
另外,剛查資料,引用《熱帶氣象學報》發表的一篇研究文章說明為什麼二者是流通的、聯繫的。本文使用 NCEP/NCAR 再分析資料、國家氣候中心提供的 74 個大氣環流因子及中國 160 站月降水資料,利用合成分析、相關分析及 SVD 等方法討論了夏季北極渦與北半球大氣環流及副熱帶高壓的相互關係,分析了夏季北極渦及副高對華北降水的共同作用:
(1) 北極渦的變化不僅與高緯高度場密切相關,而且與中、低緯度環流緊密聯繫,當極渦異常偏大偏強,中、低緯地區位勢高度均明顯偏低,北半球副高的面積和強度易偏小,北界位置易偏南,其中副高強度的變化最大.
(2) 各分區極渦因子與副高因子之間基本呈顯著的負相關,而與西太平洋和南海副高的北界、脊線位置呈正相關.
(3) 極渦指數、副高脊線及北界指數與華北降水之間以正相關為主,副高面積、強度指數與華北降水基本呈負相關.當亞洲和歐洲區極渦異常南擴,北非、大西洋、北美副高顯著收縮減弱,西太平洋和南海副高明顯北抬時,華北降水易增加。
【一個不負責的開腦洞】
如果題主想要強行相遇的假設,什麼都不考慮的那種。這應該就是非氣象地理常規鋒面氣旋的範圍了,看作用在哪裡了。做個不負責的假設吧,不要參考,樂呵就好。
假設的參考圖如下,僅供參考僅供參考僅供參考,要麼是開放的封面氣旋,極地漩渦被吸入形成冷暖鋒,帶來了驚天地泣鬼神的強對流天氣:比如下特大暴雨下特暴雪下冰雹(不,是大冰炮),颳得颶風能刮到自己傻逼,雷暴到里焦外嫩。
或者是這種封閉的漩渦形態,要麼再次迎來更冷的冰河時期(下圖是寒潮的氣象雲圖,參考一下,不代表就在這個區域,就是一個類似形態罷了),要麼被颱風帶來的大量熱量和水汽佔上風,來到前無古人的極端暖濕時期,相遇的地方都是災難。
該部分純屬開腦洞抖機靈玩兒,並沒有什麼依據,哈哈哈,如果有專業人士分析,那真是再好不過了。【總結】
極地漩渦和颱風,都是大氣環流和地球自轉產生的效果結合而成的現象,準確說是相對的地理氣象名詞,極地漩渦是活動在高緯度地區的封閉式的氣旋,而颱風則是相對開放式逆時針方向的氣旋。所以說,作為一個大氣現象,他們並不可能相遇。但是如果你僅僅只是把他們當作一個普通的大氣環流系統里的流動空氣,他們一直都在交換彼此的能量。
謝邀,這幾乎是不可能的。颱風到了高緯度就不是颱風了,而一般緯度最高的颱風好像也就來過哈爾濱,當時已經減弱成普通氣旋了
不會,極渦的定義就是在極地活動,而颱風一般最多北上到中高緯就不符合颱風的定義了,所以兩者不會相遇。
但組成極渦的空氣和組成颱風的空氣可以相遇。
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