热带气旋及其对舰船的影响.ppt
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1、第六章 热带气旋及其对舰船的影响热带气旋是发生在热带洋面上的一种具有暖中心结构的气旋性涡旋。它是一种伴随着狂风暴雨、惊涛骇浪而出现的破坏性极大的灾害性天气系统。所经之处,严重地威胁着航行的安全,能给人类造成巨大灾难。例如,1944年12月1718日,美国海军第三舰队在吕宋岛以东洋面上突然遭遇台风。受台风袭击,3艘驱逐舰沉没,9艘舰船(包括航空母舰)严重损坏,19艘舰船受损,毁坏飞机146架,775人丧生。就其所遭受的损失,在美国海军历史上仅次于珍珠港事件。我国濒临着热带气旋发生最多、强度最大的西北太平洋海域,所有沿海地区均可遭受到台风的直接袭击。因此掌握热带气旋的活动规律和天气特点,积极主动地
2、采取有效措施做好防台抗台工作,以避免和减少热带气旋造成的损失,是舰船上各级指挥员的重要职责。第一节 热带气旋一、热带气旋概况从1989年1月1日起,中国国家气象局按照世界气象组织规定,按其强度将热带气旋分为四个等级:,热带低压TD:Tropical depression 热带低压中心附近的最大平均风力67级(2233海里小时); 热带风暴TS:Tropical storm 热带风暴中心附近的最大平均风力89级(3447海里小时); 强热带风暴STS:Severe tropical storm 强热带风暴中心附近的最大平均风力1011级(48-63海里小时); 台风T:Typhoon 台风中心附
3、近的最大平均风力12级或12级以上(64海里小时或以上),国家气象中心规定:在经度180以西,赤道以北的西北太平洋和南海海面上出现的中心附近最大平均风力达到八级或以上的热带气旋,按照其出现的先后次序进行编号,并同时起名。近海的热带气旋,当其云系结构和环流清楚时,只要获得中心附近的最大平均风力为七级时即应编号,编号的同时还给每一个热带气旋取名。如0012号台风(派比安)就是指2000年出现的第12个达到编号标准的热带气旋。如0014(SAOMAl),就是指2000年出现的第14个叫作“桑美”的台风。,由表6.1可见,西北太平洋终年都有热带气旋活动,其中611月是多发季节,710月是热带气旋活动的
4、盛行季节。在我国登陆的风力8级的热带气旋,平均每年约67个,如果将热带气旋重新登陆也作为登陆个数,则每年平均有10.8个。在地区分布上,以广东、福建和台湾为最多,如表6.2,其中在广东沿海登陆的热带气旋占总数的一半以上。影响我国的热带气旋源地相对集中在三个海区:菲律宾以东洋面、关岛附近洋面和南海中、北部。 二、热带气旋的形成极其发展的条件目前关于热带气旋的形成条件,比较一致的看法是: (1)广阔的暖洋面;(2)整个对流层风速垂直切变小;(3)地转参数大于一定值;(4)低层扰动的存在。,三、热带气旋的范围和强度 范围 风力在8级以上的热带气旋,其范围一般以最外围近似圆形的闭合等压线为界。通常直径
5、为300500海里,最大可达1000海里,最小的南海台风仅50海里左右。热带气旋发生时范围较小,以后在移动过程中,范围逐渐扩大,强度不断增强。 强度 热带气旋的强度以中心气压值为依据,有时也以中心附近最大平均风速为依据。发展成熟的热带气旋,中心气压值一般都在950hpa以下,最低气压曾达877hpa,如5827号台风。中心气压值越低或中心附近平均风速越大,热带气旋就越强。热带气旋由源地移出后,强度逐渐增强,登陆前或转向时达最强。登陆或经过岛屿后,强度减弱;如重新移到海上,又会增强。热带气旋向高纬度地区移动时,强度减弱,常常转变为温带气旋。生命史 热带气旋在两种情况下逐渐消亡。一是热带气旋登陆后
6、,因水汽来源减少,能量供应枯竭和地面摩擦增强,使热带气旋迅速减弱,最后消亡;二是热带气旋移到温带后,有冷空气侵入,热带气旋转变为温带气旋。热带气旋从形成到消亡或变为温带气旋,生命期一般为38天,最长的可超过20天,最短的仅12天。夏秋两季热带气旋生命期较长,冬春两季较短。,四、热带气旋的移动路径热带气旋在源地生成以后,受副热带高压、高空槽和赤道辐合带等大型流场的影响,有多种不同的移动路径。在西北太平洋上生成的热带气旋会对我国海区造成直接的影响,主要有三条路径:西行路径、西北移路径和转向路径,见图6.1。,西行路径 在华南沿海、海南岛或越南一带登陆。912月以及1月和2月发生的热带气旋多数沿这条
7、路径移动。西北路径 这类热带气旋对我国东部海区影响最大。 79月是热带气旋登陆的盛行期。 转向路径 这类热带气旋对我国东部海区及日本影响最大。711月是转向路径的盛行期。,除上述三种主要移动路径外,对于某一个具体的热带气旋而言,有的在前进时会出现摆动、打转和停滞等现象;有的则呈不规则的移动;当同时出现两个比较靠近的热带气旋时,在它们之间常常互相吸引或绕两者的共有重心旋转,通常把这类热带气旋的移动路径称为特殊路径。热带气旋的平均移动速度为1015海里h。移速的快慢和副高的强度、范围、形状以及热带气旋所处的位置都有直接的关系。如左图所示,,五、热带气旋的结构和天气模式强热带气旋包括热带风暴、强热带
8、风暴和台风,它的天气显著特点是:灾害性大风、暴雨、巨浪和风暴潮。发展成熟的台风多呈圆形分布,直径一般在300500海里,其垂直高度可伸展到对流层顶部。因此,台风的垂直尺度和水平尺度的比值约为1:50,其外形是一个呈扁圆形的涡旋。 (一)、台风的结构1、气压场台风的中心气压值很低,通常在950870hpa之间变化(图6.3略)。在台风范围内,水平气压梯度很大,一般可达0.51hpakm。因此在地面天气图上, 台风区域内的等压线非常密集。 2、风场 台风的地面风场,按风速大小分为三个区域;外圈,自台风边缘到涡旋区外缘,半径约100150海里,其主要特点是风速向中心急增,风力可达68级。中圈,又称涡
9、旋区,从涡旋区外缘到台风眼壁,半径约50海里,是台风中对流和风、雨最强烈区域,破坏力最大。内圈,又称台风眼区,半径约520海里。多呈圆形,风速迅速减小或静风。,在北半球,台风前进方向的右侧是副热带高压,因此其右半圆的风力比左半圆要大;另外右半圆前部的风向有把舰船吹向台风路径上的趋势;再者北半球台风多数向右转向,有可能把右半圆的舰船卷入台风中心。因此航海上把台风移动路径的右半圆称为“危险半圆”,右前部称为“危险象限”,左半圆危险性相对小些,称为“可航半圆”(见图6.4)。,3、温度场 台风热力性质的主要特征是暖中心结构。这是由于流入台风中心区的辐合上升气流具有充沛的水汽,当其发生凝结时就能释放出
10、大量的凝结潜热,同时台风眼区下沉气流引起的绝热增温,使台风中心附近强烈增温,形成暖中心结构。这种暖心结构在对流层上中层最为明显。,成熟台风在对流层上中层的中心温度比周围环境温度高10C以上。台风的暖心结构在其发展阶段开始出现,成熟阶段达到最强。一旦暖心开始减弱消失,表明台风将减弱填塞。 (二)、台风影响下的海面状况1、浪的特征在台风范围内可以造成海面巨大的浪高。浪高的大小与风速及大风,持续时间成正比。一般风力达8级时,可以产生5米以上的巨浪;12级以上的风力可以产生高达十几米的狂涛。这些大浪从台风中心向四周传播,如图6.5所示。台风中最大风速和最大浪高都出现在台风的右后象限大约距中心2050海
11、里的区域。这是因为此处浪的传播方向与台风的移向及风向一致,使这部分区域的浪受风作用的时间较其它海区长的缘故。当浪离开台风区域传向远处时便形成涌浪。涌浪以台风移速的23倍向外传播。涌浪的来向表示台风中心位置所在的方向,如果发现涌浪方向保持不变且涌高逐渐变大,说明台风正在靠近。 2、增水现象 台风来临时,由于气压降低会引起水位上升。平均每下降lhpa,引起水位上升约1 cm。一个发展成熟的台风,中心气压平均比周围气压低50100hpa,引起水位上升0.5一l.0m。另外由于暴雨和向岸风的影响,使潮汐也发生异常变化,常出现较大的风暴潮,水位猛增,比正常情况下高出l2m甚至更高,造成沿岸海水壅积、淹没
12、码头和陆地,加上潮流的异常,对港内舰船的影响很大。 3、眼区的三角浪 在台风眼区内,不同方向的前进波互相叠加,在眼区内形成巨大的驻波,俗称“三角浪”。这些三角浪在原地附近上下跳动,使舰船操纵异常困难,对舰船的安全造成极大威胁。,(三)、台风的天气模式,台风的天气特征是:灾害性的大风、暴雨、巨浪和风暴潮。一个发展成熟的台风,按其结构和天气现象大致可以分为三个区域,即外围区、涡旋区和眼区,见左图 当台风眼移过以后,狂风暴雨再次出现,出现台风中另一半圆的天气特征。只有当风力逐渐减弱、气压不断回升,才算摆脱了台风的影响。 据统计,一个正常移动的台风正面过境时,从8级风开始,逐渐增强到12级,再降到8级
13、,大约要经历89小时。其中最紧张阶段,即11级以上风力所经历的时间约4小时。,第二节 我国沿海热带气旋的气候特点我国沿海所在的西北太平洋海区是全球发生热带气旋最多的地区,是生成热带气旋的八个海区中唯一一个一年四季各月都可能发生热带气旋的海区。但611月是多发季节,主要集中在710月。影响我国沿海的热带气旋一般出现在511月,其中以710月最多,其它月份则较少。在我国登陆的风力8级的热带气旋,平均每年约为67个,如果将热带气旋入海重新登陆也作为登陆个数计算,则每年平均有108个,在地区分布上以广东、海南、福建、台湾省为最多,其中在广东和海南沿海登陆的热带气旋占总数的一半以上。在登陆时间上,主要集
14、中在69月。12翌年4月没有热带气旋在我国大陆和台湾省、海南省登陆,但仍有在南海四大群岛活动。 我国各海区热带气旋的基本情况如下:,一、黄、渤海区的热带气旋概况(一)、侵入时间和次数7、8、9月是该海区受热带气旋影响较多的月份,累年平均有15个,有02个热带气旋在该海区沿岸登陆。6月底以前及9月中下旬以后,在长江口以北没有热带气旋登陆。(二)、热带气旋路径和天气形势特点,侵袭本海区的热带气旋路径主要有二条(图6.7):,(三)、热带气旋影响时的天气1、大风:热带气旋对本海区造成的大风不仅决定于其路径和本身强度,而且也与周围的气压系统配置有关。一般热带气旋中心到达长江口附近时,本海区开始出现6级
15、以上大风,若热带气旋中心经过时,可出现10级以上大风。,2、雾:热带气旋北上或热带气旋倒槽北伸,均能引起本海区出现雾,因为热带气旋是暖湿的海洋气团,移行在北方较冷的海面上,容易形成平流雾,此种雾7、8月较多。 3、降水:热带气旋降水与其移动路径有关,当其向偏北方向移动时,不仅在其中心经过地区有暴雨出现,而且在其外围如山东半岛沿海也常有暴雨出现。 二、东海区 (一)、起止月份和次数东海区最早可在4月起开始受热带气旋影响,最迟12月才结束,5、6月份偶有热带气旋在东海西岸登陆,79月是热带气旋影响的最盛时期,在本海区登陆的热带气旋 96集中在这三个月中,而且登陆范围,而且登陆范围广,东海西岸任何地
16、点均可能有热带气旋登陆,10月中旬以后基本无热带气旋在本区登陆,但11月仍有热带气旋影响本海区。资料统计(19491971),侵袭(包括不登陆而影响海区的)东海区的热带气旋年平均10次左右,其中79月每月23次,10月为12次,5、6和11月只01次,个别年份12月也受热带气旋影响。 (二)、路径和天气形势特点侵袭东海的热带气旋路径主要有三条(见图):,(三)、热带气旋影响时的天气 1、大风:热带气旋的大风分布并不均匀,主要受不同气压形势和复杂地形的影响。 尤其9月以后,由于大陆高压的影响,热带气旋的东北、西北部风速都比较大. 2、降水:热带气旋降水受海陆和地形影响,一般说来,热带气旋移速缓慢
17、,其附近水汽含量愈多,且层结愈不稳定,则降水量,越大;反之,当热带气旋移速较快时,降水量较小。另外,除热带气旋本身的降水外,有时在其北上后,其后部保持一个大低槽,槽内可以产生极强的暴雨。,三、南海区(一)、概况热带气旋是南海夏半年主要的天气系统,热带气旋侵袭时,狂风暴雨对军事活动影响很大。根据19491993年的资料统计,45年间年平均14.0个,年最多22个(1970年),年最少7个(1976年)。在各类热带气旋中达到台风标准的最多,而热带风暴最少,这说明发生在(或进入)南海的热带低压如果其能够发展,则其大部分可以发展成强热带风暴以上标准的强烈大气涡旋。另外,南海各月均有热带气旋活动,但97
18、.1集中在512月出现,其中9月最多,2月最少。(二)、热带气旋活动季节1、热带气旋活动初终期:51的年份始于5月中旬至6月中旬。但77.8的年份终于11月中旬至12月下旬。 2、热带气旋活动的个数和日数:8级以上的热带气旋年平均10.4个,南海各月均有热带气旋活动,其中以611月较多,占全年总数的87.4,各月中以9月最多(1.87个),2月最少(0.02个)。热带气旋在南海活动的日数:年平均33.1天。 3、登陆华南沿海的初终期:95.6的年份是5月中旬开始至11月中旬结束。,综上所述,512月是南海的热带气旋活动季节,511月是热带气旋登陆华南沿海的季节。(三)、侵袭南海的热带气旋路径及
19、移速 侵袭南海的西太平洋热带气旋和南海热带气旋主要路径各有三条,见图6.9和图6.10。西太平洋热带气旋路径:,路径I: 这类热带气旋多出现在9月。 路径:常出现在9、10月。 路径:这类热带气旋多出现在7、8月。 南海热带气旋路径:路径I: 这是南海热带气旋路径次数最多的一类,多影响珠江口以西海面,登陆在海南岛或越南中部。 路径: 向西北方向移动,经常侵袭雷州半岛和海南岛。 路径: 向偏北方向移动,多在汕头至阳江一带登陆。,(四)、热带气旋的移速由西太平洋进入南海的热带气旋移速平均1012海里/小时,快的20海里/小时,转向时速度减慢,转向角度越大减速也越大。南海热带气旋不仅移动方向规律性较
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