颱風大風吹

距離半個地球的加勒比海附近,近日遭到五級颶風艾瑪(Irma)侵襲,各地傳出嚴重災情,佛羅里達州撤離超過630萬人口,將近整個佛州1/3的人,而在太平洋上,泰利颱風正在悄悄地接近臺灣。

颶風艾瑪狂風吹襲 (照片來源:Joe Raedle/Getty Images)

 

常常聽到颱風,可是你知道颱風是什麼嗎?

颱風是發生在熱帶海洋上的一種猛烈的熱帶低氣壓(Tropical Depression, T.D.)。

颱風是夏季和秋季影響臺灣氣候的最重要因素,氣象學上說颱風是一種劇烈的熱帶氣旋,而熱帶氣旋就是在熱帶海洋上發生的低氣壓,而低氣壓就是氣壓比周圍空氣還低的天氣系統,而氣壓低的原因,是地表(或海面)氣溫高,因為熱脹冷縮效應,使空氣膨脹(體積變大但質量不變),密度變小,壓力也降低。在北半球的颱風,在接近地面的風受到地球自轉的影響,以颱風中心為中心呈現逆時針方向轉動。

泰利颱風即將侵襲台灣 (照片來源:RAMMB)

根據統計,全球每年約有80個颱風生成,以西北太平洋及南海地區生成的颱風最多也最強。自西元1958年至2016年間共有1,550個颱風在個地區生成,平均每年約有26.72個,超過一半發生在7、8、9月,而以8月份最多。

西北太平洋及南海地區颱風發生頻率表(1958-2016年) (資料來源:中央氣象局)

臺灣位於颱風路徑的要衝,根據中央氣象局統計,106年內有363個颱風侵襲臺灣,平均每年約有3至4個颱風侵襲,7至9月是臺灣主要颱風季節,其中8月份最多。而颱風除了有暴風外,也常會帶來大量豪雨,造成水災、土石流、坡地坍塌、海水倒灌等災害,為目前臺灣所面臨的嚴重天然災害之一。

西元1911年至2016年颱風侵襲臺灣各月個數 (資料來源:中央氣象局)

 

颱風是怎麼出現的?

對流旺盛的熱帶低氣壓加上西南與東北信風的輻合作用,風速到一定程度後就形成颱風。

在熱帶海洋上,海面因為太陽直射使得海水溫度高,讓海水容易蒸發成水蒸氣散佈在空中,所以熱帶海洋上的空氣溫度高、濕度大、密度減小、壓力降低,這種空氣很輕很容易上升,並同時造成周圍氣壓較高的的冷空氣流入,然後再上升,如此循環對流作用就形成了熱帶低氣壓。

夏季太陽直射區域從赤道向北移,使南半球的東南信風越過赤道轉向成西南季風侵入北半球,和原來北半球的東北信風相遇後,更迫擠空氣上升,增加對流作用。這種接近地面處空氣向低壓中心聚集,空氣被迫向上運動,出現上升氣流,就是輻合作用(Convergence)。而西南季風與東北信風相遇後所造成的輻合作用,和原本的對流作用持續不斷進行,讓已經形成低氣壓的漩渦繼續加深,也使四周空氣更快向漩渦中心流入,流入越快時,風速就越大。

這種水氣很重的熱帶低氣壓,氣流會一邊逆時針旋轉、一邊逐漸向內輻合、一邊上升,由於對流層越高越冷,所以熱空氣上升到高空後,水蒸氣會變冷凝結成液態水,成為雨水落下。在凝結過程中釋放潛熱,使氣旋變得更暖,空氣再膨脹,密度更低,氣壓再下降,結果氣旋內外壓力差變更大,吸引氣旋外的空氣往內輻合的力量也增強,使風變更強,帶動更多熱空氣上升,當接近地面最大風速到達或超過每小時62公里或每秒17.2公尺時,就稱為颱風。

雖然科學家已經大致研究出颱風容易形成的環境特徵,但有利於颱風形成的環境條件,不代表颱風一定會形成。颱風真正形成的時間以及位置常受到一些時間短、空間小的對流系統影響,因此在颱風形成的過程中,仍然有一些不確定性,目前只能預測在未來的某一段時間內,在某區域容不容易有颱風形成。

颱風結構圖 (圖片來源:中央氣象局)

颱風眼為什麼沒有風?

旋轉的離心力讓颱風中心成為無風雨地帶。

颱風眼的形成,是由於颱風內的風是反時針方向吹動,使中心空氣發生旋轉,而旋轉時所造成之離心力,與向中心旋轉吹入之風力互相平衡抵消,而使強風不能再向中心聚合,因此形成颱風中心數10公里範圍內的無風現象,而且因為有空氣下沉增溫現象,導致雲消雨散而成為颱風眼,而颱風眼外緣處的眼牆風速最大,破壞力最強,是風雨最強大的地方。

颱風眼為颱風環流中氣壓最低之處,其形狀大部分呈圓形、橢圓形、卵形、開口眼和多邊形等五種,其平均直徑約為45公里左右,最小的為10至20公里,大的可達100至150公里,即使是同一颱風,於不同時刻,其眼的直徑也不同,在大多數情況下,颱風眼的大小有隨颱風的增強而逐漸縮小的趨勢。

 

南半球有颱風嗎?

南半球的颱風是順時針方向轉動

除了臺灣之外,其他地區的熱帶海洋上也同樣有颱風,全球颱風生成的區域一共有七處,分別是北印度洋、南印度洋、北太平洋西部、北太平洋東部、澳洲北方海域、南太平洋以及大西洋西部。而各處對颱風的稱呼也不同,發生我們身處的北太平洋西部及中國南海者稱作颱風 (Typhoon),在大西洋西部、加勒比海、墨西哥灣和北太平洋東部稱作颶風 (Hurricane),而在印度洋與南太平洋則是稱作旋風 (Cyclone),菲律賓人則稱颱風為碧瑤 (Baguio),澳大利亞原住民稱颱風為威烈威烈 (Willy-Willy)。

南半球的颱風因為科氏力的影響,與北半球相反,是順時針旋轉,而在南半球和北半球的路徑大致是對稱的,一般都是先向西,在南半球漸漸偏左,在北半球漸漸偏右,到了較高緯度地方,慢慢轉回向東進行,但事實上會因整個氣壓分布狀況導致颱風路徑隨時改變。

一般狀況下的颱風路徑 (資料來源:中央氣象局)

颱風強度怎麼分級?

颱風強度之劃分是依據其中心附近最大風速而定。

臺灣現行的颱風強度分級,是依據颱風近中心附近最大風速 (採用10分鐘平均風) ,劃分為輕度颱風、中度颱風及強烈颱風等3級。

(1)熱帶性低氣壓-中心附近最大風速等於或小於每小時 33浬(每秒17.1公尺)即等於或小於7級風。

(2)輕度颱風-中心附近最大風速每小時為34至63浬(或每秒 17.2至32.6公尺),相當於8至11級風。

(3)中度颱風-中心附近最大風速每小時為64至99浬(或每秒32.7至 50.9公尺)相當於12~15級風。

(4)強烈颱風-中心附近最大風速每小時在100浬(或每秒51.0公尺)以上,相當於16級或以上之風。

 

颱風來之前要準備什麼?

  1. 颱風來臨前,隨時注意颱風最新動態,做好事前防範工作,例如:固定廣告看板、陽台盆栽或準備沙包。
  2. 颱風來臨前可能導致停水、停電,要預先儲備清水、乾糧、手電筒、電池等在緊急避難包內,並檢查緊急發電機是否正常。
  3. 清理社區水溝渠道,以防堵塞積水。
  4. 低窪地區與土石流危險區民眾要儘早撤離。
  5. 更新最新被難疏散資訊,做好避難準備,颱風侵襲時,配合村里長、警察、消防人員等的指示,前往避難處。
  6. 避免前往危險區域,例如:山區、海邊。

還可以下載究平安App (AndroidiOSWeb都可以使用!) 獲得災害最新詳細資訊。

6要3不,颱風不怕 (圖片來源:消防署臉書粉絲專頁)

 

資料來源:中央氣象局颱洪科普網國家實驗研究院所屬台灣颱風洪水研究中心臉書粉絲專頁消防署臉書粉絲專頁The New York Times TwitterRAMMB

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