近一個世紀前,時任日本氣象廳臺長的藤原博士,花費近10年的時間,進行了一系列水工試驗。他發(fā)現(xiàn)當兩個水漩渦接近時,其運動軌跡相互影響。這種影響在大氣中依然適用。
臺風就是海洋上龐大的大氣漩渦,在兩個臺風同時出現(xiàn)時,會互相影響,相互牽絆著前行。藤原發(fā)現(xiàn)的理論恰巧可以運用在臺風中。因此,這種雙臺風效應也被稱作藤原效應。
中國氣象局臺風與海洋氣象預報中心首席預報員張玲告訴記者,當兩個臺風距離大于1800公里時,并不會直接影響。就好比蝴蝶效應一樣,臺風自身的旋轉對整個風場產生干擾,從而相互影響。當兩個臺風距離1500公里以內,兩者產生直接影響。在通常情況下,雙臺風會沿著臺風中心連線中點逆時針旋轉。
不過,這些相互影響比起大氣環(huán)流對臺風的引導,效果并沒有那么明顯。張玲打了個比方,雙臺風就好比兩個在人流中的人相互拉扯,無論他們的力量、距離如何變化,他倆的大方向還是跟著人流前進,只在微觀上受到對方影響。
通過實踐,氣象學家發(fā)現(xiàn)雙臺風效應可以千變萬化:可以是其中一臺風完全支配另一個的移動方向,或兩個臺風互相排開,或一個跟隨一個移動,或一個吞并另一個,也可能兩個臺風不發(fā)生雙臺風效應。記者在張玲的幫助下,找到一些雙臺風相互影響的經典案例。
互旋
2009年第8號臺風莫拉克依然讓臺灣居民記憶猶新。在莫拉克中遭受滅頂之災的高雄縣甲仙鄉(xiāng)小林村罹難人數(shù)約380人。截至當年8月25日18時,全臺灣在此次風災中的遇難死亡人數(shù)461人,失蹤192人。
然而在莫拉克靠近臺灣之時,2009年第7號熱帶風暴天鵝于8月5日6時20分在廣東臺山沿海登陸。它的路徑異常復雜。在光臨了廣東之后,繼續(xù)向西移動,進入北部灣以后,又繞海南西部沿海盤旋幾乎將近一圈,才依依不舍地減弱消失。
與莫拉克的洶涌相比,天鵝登陸前后舉止優(yōu)雅。在登陸廣東之后,盤桓在粵西停留48小時才進入北部灣;正是由于在這里獲得孟加拉灣源源不斷的水汽,又在此停留,帶來延綿降水。
為何天鵝忽然西行?除了大氣環(huán)流的引導,雙臺風效應也發(fā)揮了作用。張玲說,這是一種雙臺風典型的互旋效應。就好像兩個人手拉著手,以手為圓心,逆時針轉圈一樣。
莫拉克是兩個臺風中位置偏東的一個,受到大氣環(huán)流等大背景的影響以及天鵝逆時針旋轉的作用力,產生向西北方向的合力,從而轉向移動。同時,天鵝這個偏西的臺風,受到的引導氣流則為西偏南方向轉偏東方向。這樣看起來,天鵝和莫拉克就有圍繞中線點連線相互旋轉的趨勢。
強吞弱
俗話說,一山不容二虎。在一個狹小的空間里,弱的臺風就有可能被強大的臺風吞并。
2006年8月10日17時25分,第8號超強臺風桑美在浙江省溫州市蒼南縣馬站鎮(zhèn)登陸,登陸時中心附近最大風力達60米/秒,堪稱登陸中國的臺風之王。
在桑美形成時,西北太平洋洋面上還有兩個熱帶氣旋瑪利亞和寶霞。因為他們互相間隔僅1000公里左右,極有可能發(fā)生雙臺風效應。
通常來說,較強的臺風有可能讓距離較近的弱臺風發(fā)生大轉向且強度減弱。但當時,才出生的桑美所處的大氣環(huán)境很好,海溫與大氣環(huán)流的配合恰到好處,使它茁壯成長,不受限于強大的瑪利亞而減弱,直到后期瑪利亞遠離。逐漸強壯的桑美卻限制了寶霞,寶霞在桑美的影響下轉向西南偏西方向靠近臺灣。
不幸的是,寶霞受到桑美限制,顯得營養(yǎng)不良,自身力量偏弱,在登陸后,減弱非常迅速。此時寶霞與桑美相隔不過1000公里,寶霞的殘余云系在桑美的旋轉下,被卷走。兩者逐步形成了一個環(huán)流,寶霞被吃掉了。
不過張玲認為,吃是媒體非常吸引眼球的說法。畢竟,吞并發(fā)生在寶霞逐步減弱消失的過程中。
在張玲的記憶中,吞并的案例并不是特別多。不過,吞并是有可能的。從能量的角度上說,在1000公里這種相對較小的范圍內,同時存在兩個強臺風的可能性非常小。如果臺風一強一弱,強者就很有可能把弱者卷進自身的環(huán)流中。
復雜路徑
1991年第19號臺風納德是臺風中的一朵奇葩。其路徑飄忽不定,包括4次大轉彎、2次增強,并在17天內2次登陸我國。
在西北太平洋面上生成后,納德一路向西進入南海,卻又突然掉頭駛回太平洋,然后折返直奔臺灣。在臺灣南部登陸后,它繼續(xù)朝著廣東和福建交界處逼近,在靠近沿海時轉而南下,馳騁了相當長的一段路程又沿著近乎原路的路徑返回,最終登陸汕頭附近,后因地形因素逐漸消散。
路徑復雜,與雙臺風效應密切有關,納德曾先后受到兩個熱帶氣旋的影響。在生成之初,由于受到位于東邊的熱帶風暴路加的強大外圍環(huán)流影響,加上太靠近陸地,納德的增強十分緩慢。在路加遠離后,由于環(huán)流形勢調整,引導氣流發(fā)生變化,已經進入南海的納德再次轉向進入呂宋海峽。其后,它在臺灣南端的恒春半島登陸,并迅速減弱。造成其減弱的主因除了臺灣的高山外,還有當時位于納德東南方的臺風梅莉。梅莉逐漸接近,其外圍環(huán)流風場不一致,使得摩擦增強。正是由于梅莉的牽引及高壓的南下,納德90掉頭,開始了向南行進的路線??雌饋磉@兩個臺風互相排斥而漸行漸遠。
說到互斥,張玲認為,有種情況也會導致臺風看起來是互斥的。即藤原效應結束后的兩個臺風,東邊的臺風由于距離副高很近,在副高西側偏南氣流引導下快速向偏北方向移去,而西臺風由于離副高較遠,引導氣流弱,移速較慢,或轉受其他系統(tǒng)影響開始走自己的路,從云圖上看起來就像是兩個臺風分開了一樣,例如2011年的臺風海馬和臺風米雷。
雙臺風相互作用研究尚難定量
雙臺風在西北太平洋上除了上演互旋、互斥、吞并,還有其他競爭與合作的形式。例如,強大的一方并沒有吃掉弱小的一方,弱小的氣旋可能跟隨強大臺風的步伐。再比如,強大的臺風撕裂弱小臺風,使弱臺風無法維持自身完整,被拉伸成帶狀。這些有趣的現(xiàn)象,使得雙臺風效應一直是國內外氣象工作者研究的一個重要課題。
有研究發(fā)現(xiàn),并不是所有的雙臺風都一定上演雙臺風效應。中國科學院大氣物理研究所的專家曾搜集了從1956年至1975年西太平洋的92對雙臺風個例,研究了雙臺風相互旋轉、相互靠近的現(xiàn)象。他發(fā)現(xiàn)從相互作用對兩個臺風移動路徑的影響上看,約有三分之一的個例影響不明顯。而對有影響的個例,其中約42%相互作用的結果,只是二者的移速有變化,移向變化并不明顯。
其他科學家也使用不同的方法對雙臺風效應進行研究。例如,使用數(shù)值模式對雙臺風效應進行模擬,通過改變臺風的強度與距離,分析其相互影響所改變的路徑及強度。
不過,到目前為止,國內對雙臺風效應的研究大多停留在定性階段。其機理以及定量的研究有很大不確定性。
雙臺風好比在流水中前進的船,兩條船自身的作用力與不同的流水速度會形成不同的合力。張玲說。雙臺風的路徑與兩者距離、強度以及大氣環(huán)流、海溫等背景場都有關,這就不難理解,雙臺風效應為何有如此大的不確定性,雙臺風路徑預報更加困難。如同在物理學中做力的合成題時,在存在什么方向的力、力的大小都很難準確估計的情況下,很難準確斷定合力的大小與方向。
張玲坦言,在預報中,只能把雙臺風效應當作參考因素之一。拿今年天秤舉例,預報員提前預估到它在穿過臺灣進入南海東北部后將會移動緩慢,出現(xiàn)回旋路徑,但回旋的范圍有多大,更靠近臺灣還是廣東,很難準確判斷。
張玲認為,很多關于雙臺風的理論研究尚需實際預報的實踐與檢驗。
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