熱帶對流層高層槽

熱帶對流層高層槽 (Tropical Upper Tropospheric Trough),簡稱TUTT。是一條位於熱帶高空(約200hPa)的槽線,它可以是由中緯度西風槽振幅延大而伸展到熱帶而成,也可以是高層反氣旋南側之高空東風倒槽。熱帶對流層高層槽會帶來強垂直風切變而影響熱帶氣旋或熱帶擾動的發展,但亦有情況是因帶來良好的高空輻散而助長熱帶氣旋的發展。
 
在環境許可下,熱帶對流層高層槽會發展成擁有完整環流的高空冷心低氣壓,並有可能發展至地面而誘生出低層之擾動發展。
 
下圖為一道位於大西洋200hPa高空的TUTT。
 
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熱帶輻合帶

熱帶輻合帶(Inter-Tropical Convergent Zone) 是副熱帶高氣壓所吹出的信風交匯輻合的區域。在北半球,熱帶輻合帶可分為兩種的輻合方式;第一為東北、東南風輻合,這情況為南半球跨赤道信風較弱時出現。第二為東北、西南風輻合,即熱帶輻合帶的活躍狀態,又稱季風槽;多出現於南半球信風強勁時,這使到信風跨越赤道後有較大的偏轉,成為赤道西風或西南季風,如此迎面和東北信風輻合下,因產生較大的渦旋環流,配合充裕水氣及強對流的發生,因此容易引起熱帶氣旋從中生成。
 
有約八成的熱帶氣旋就是在這條輻合帶中形成,和西風帶相似,熱帶輻合帶亦會隨著四季轉變而位置有變,這和副熱帶高氣壓的強度變化及移動伸展互相影響。在北半球盛夏,當南半球信風暴發時,熱帶副合帶會顯著北移而引致大量熱帶氣旋群集性出現。
 
下圖是由一個月多幅衛星雲圖重疊而成的圖片,顯示熱帶輻合帶的所在。圖片來自大氣科學教學輔助資訊。
 
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熱帶氣旋

在熱帶形成的強烈低氣壓稱之為熱帶氣旋,它為一大至中尺度的天氣系統,水平直徑200至2000公里皆有,厚度則可至對流層頂。其結構特徵為暖心、正壓,低層有強烈輻合,高層流出的輻散運動。整個系統略呈旋渦狀,天氣圖上可以見到等壓線呈圓形閉合且十分緊密。
 

 
熱帶氣旋外圍因下沉氣流影響而天氣晴朗,覆蓋的範圍則天氣惡劣,風勢強勁,越接近風眼越甚;但風眼內則風勢緩和,雲層稀薄。
 
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熱成風

熱成風不是真正存在的可測讀風,它是理論上計算出兩個不同垂直高度層間的地轉風向量差異,亦即垂直風切變的大小,其風向及強度和該層間的溫度梯度有關。
 
下圖中,T代表溫度(其線即是等溫線),Vt代表熱成風,V1,V2,V3代表不同高度的地轉風,V代表觀測風:
 
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在預報觀測上,我們可用熱成風分析該區的冷暖平流分佈;在一垂直大氣分析圖中(如溫熵圖);如風向隨高度逆時針轉變則顯示該區受冷平流影響;反之則為暖平流所影響。

槽線

狹長狀的低氣壓,或是從低氣壓中心向高氣壓處伸展,等壓線呈 V 形的地方都稱為槽。
 

 
槽後方氣流下沉,有輻散運動,天氣晴朗。槽前方氣流上升而有輻合運動,有利對流及雨帶的發展。
 
槽線活動的觀測在熱帶氣旋預測上有廣範的應用,例如西風長波槽會使熱帶氣旋轉向、東風波、熱帶對流層上部槽所帶來的高空輻散會有利熱帶氣旋發展等等。

颱風槽

颱風受周邊氣壓系統或其他因素影響,有時會出現槽線,天氣圖上的等壓線會呈橢圓形,傾出V形的地方就是颱風槽。槽線附近會有獨立對流輻合活動,導致熱帶氣旋出現多個低層環流中心的不穩定現象,或雨區在該處集中發展。假如環境適合,槽線還會發展成新的熱帶氣旋,俗稱次生颱風。
 
下圖為2000年的颱風達維地面天氣圖,它向日本方向延申的颱風槽。
 

杰拉華已增強為強烈颱風

杰拉華(國際編號 1803)今日增強為強烈颱風,並轉向東北偏東移動。
 

  
在2018年3月30日(星期五)下午2時,杰拉華集結在雅普島的西北偏西約 740 公里,香港的東南偏東方約 2590 公里,即在北緯 16.2 度,東經 138.1 度附近。估計杰拉華的中心最高持續風力為每小時 180 公里,中心附近最低海平面氣壓約為 941 hPa。
 
可見光衛星雲圖所見,杰拉華的風眼隱若藏在一個直徑約 400 公里的中心密集雲團區中。風圈結構方面,杰拉華的颶風圈半徑約 70 公里,暴風圈半徑 130 公里,烈風圈半徑 200 公里,強風圈半徑 350 公里。
 

 
相信杰拉華已達至其最大強度。杰拉華已通過副熱帶高壓脊以北,轉受西風引導,轉向東北偏東移動。預料風暴未來三天繼續橫過西北太平洋及逐漸減弱。

對流

對流是熱力傳遞的其中一種模式,其過程是當低層空氣受熱後,因膨脹變輕而上升,後因絕熱冷卻而密度加大,於是空氣在高層外散後會慢慢下沉,最後,空氣降到低層後又流回受熱點補充該區上升了的空氣。
 

在氣象學中,對流活動泛指中小尺度的天氣系統活動機制。當中的受熱點是由太陽輻射所加熱,空氣上升後輻散到外圍下沉,受熱點因變成低氣壓,外圍的下沉區成為高氣壓,空氣便沿氣壓梯度力流回受熱點,完成一對流過程。
 
對流雲帶的形成
 
當空氣產生對流活動時,空氣中的水份會因空氣上升時的絕熱冷卻而降溫,並最終轉變為積雲。這些由對流產生的積雲,我們一般稱之為對流雲;而當這些雲團沿大尺度風場而延長成帶狀時,就是所謂的對流雲帶。這些雲帶若沿一大低壓中心(如溫帶氣旋熱帶氣旋)的輻合風場旋轉,則會呈螺旋型,即所為的螺旋雲帶。
 

 
深層對流(Deep Convection)
 
這是在聯合颱風警報中心熱帶氣旋分析中常用的述語,一般是指對流高度達到 500hPa (約5000米)以上的對流運動。深層對流所產生的雲頂溫度可低至攝氏零下80度以下。
 
以下的衛星雲圖動畫用「紅色」標示出極低的雲頂溫度區域,也就是深層對流所在。
 

 

溫帶氣旋

溫帶氣旋乃溫帶中的深厚低壓,屬中尺度天氣系統;北半球的溫帶氣旋一般自華東或日本海生成,後東移往亞留伸海域,生命期一般為5至15天不等。夏天勢力較弱,冬天活躍。
 
結構方面,溫帶氣旋之水平大小可由數百至千餘公里,厚度初期僅達對流低層,但末期階段時將發展至中高層。溫帶氣旋為冷心系統,中心隨高度傾斜。伴隨鋒面,鋒後冷空氣控制之區域為晴空乾燥區,而暖空氣及鋒面帶則伴隨大雨或雷暴等不穩定天氣。
 
溫帶氣旋的生成因素可包括:

  1. 寒帶冷氣團南下與副熱帶暖氣團相匯,在水平風切變科氏力的作用下引起渦旋擾動。
  2. 高空西風槽槽前的負渦度引起高空輻散,促使氣流上升,低層降壓而形成低氣壓。
  3. 高空的西風急流,出入口之高空輻散運動,引發地面低壓發展。
  4. 熱帶氣旋移入溫帶,因冷空氣及西風斜壓影響而變性為溫帶氣旋。

 
下圖為一個正在影響日本的溫帶氣旋,中心氣壓985hPa,系統內最大風力30至55knots。