審核專家:占明錦
中國氣象科學研究院博士
今年夏天,受臺風“杜蘇芮”北上環(huán)流影響,京津冀等地出現(xiàn)了強降雨天氣,“地面飄車”“出行要靠船”的新聞視頻層出不窮;今年第6號臺風“卡努”也因向東北三省靠近,使降水量增高,百姓日常生活受到一定影響。
每年夏秋季,我們都會聽到臺風的消息。作為自然界最具破壞力的氣象災害之一,臺風給人們的生活和經濟發(fā)展帶來了巨大的影響。
但有句老話這樣說:打雷臺風過,一雷破九臺。但實際上,諺語中表述存在著一定的主觀感知,但畢竟是老一輩的歷史經驗,這些諺語的依據(jù)是什么呢?臺風天究竟會不會打雷呢?
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1 臺風是如何形成的?
臺風是熱帶氣旋的一種,而熱帶氣旋是發(fā)生在熱帶海洋上、強度不同的氣旋性渦旋,屬于熱帶低壓、熱帶風暴、臺風或颶風的總稱。
當洋面上方局部聚積的濕熱空氣大規(guī)模上升至高空時,周圍的低層空氣會趁勢流向中心,在地球自轉偏向力的作用下形成熱帶氣旋。國際上常以其近中心的最大風力作為劃分標準:7級以下者稱為熱帶低壓,11級稱為熱帶風暴,12級及以上者稱為臺風或颶風。
一般而言,臺風的形成需要具備以下兩個基本條件:
第一,寬闊的熱帶洋面。這個洋面不僅要求海水表面溫度高于26.5℃,而且在60米的深度中水溫都要超過這個數(shù)值。這是因為臺風形成的主要能量來源是熱帶洋面上的水汽,而在溫度低于26.5℃的海洋面上,因熱能不夠,臺風很難維持、發(fā)展。為了確保臺風形成,這個暖水層必須有60米左右的厚度。
第二,足夠大的地球自轉偏向力。地球自轉的作用會使云層聚集形成的低氣壓區(qū)產生旋轉,從而形成熱帶氣旋;隨著旋轉的加強,氣旋中心逐漸形成螺旋狀的云,而海面上升的水蒸氣會進一步增加,形成強勁的上升氣流,逐步發(fā)展成為熱帶風暴,最終形成臺風。
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但是,臺風的形成是一個相對復雜的過程,受到許多因素的影響,還包括海洋溫度、風切變、大氣濕度等。
科學家們可以通過氣象衛(wèi)星、氣象雷達等途徑研究和預測臺風的形成和路徑,從而對人們的生產生活做出合理的指導和預警。
2 臺風天到底會不會打雷?
要正確解答這個問題,我們首先需要了解打雷的原理。
一般認為,雷云是在有利的大氣和地面條件下,由強大的潮濕熱氣流不斷上升進入稀薄的上層大氣冷凝的結果,而打雷就是大氣中電荷分布不均勻導致的自然現(xiàn)象。
在云層內部存在著許多小水滴和小冰晶,強烈的上升氣流穿過云層,水滴摩擦碰撞產生靜電。輕微的水沫帶負電,被風吹得較高,形成大塊的帶負電的雷云;大滴水珠帶正電,凝聚成雨下降,或懸浮在云中,形成一些局部帶正電的區(qū)域。
實測表明,在5千米至10千米的高度主要是正電荷的云層,在1千米至5千米的高度主要是負電荷的云層。
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放電過程中,不同雷云或雷云和大地之間形成了強大的電場。隨著雷云的發(fā)展和運動,一旦空間電場強度超過大氣游離放電的臨界電場強度(臨界電場強度指在在特定條件下,電場到達一定強度,物質中的原子核會發(fā)生核裂變,從而釋放電子),大氣中的電場強度約為30kV/cm,有水滴存在時約為10kV/cm時,就會發(fā)生云間或對地的火花放電,放出幾十乃至幾百千安的電流,產生強烈的光和熱,使周圍的高溫空氣急劇膨脹震動,發(fā)生霹靂轟鳴,所以雷暴天氣產生的關鍵在于積累電荷。
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而臺風在形成、移動的過程中,海面上的暖濕空氣不斷由高壓區(qū)域向低壓區(qū)域輻合,高空中升起的空氣受到地轉偏向力的作用由中心向外輻散。在這個過程中,臺風的風速過快(無論垂直還是水平),導致電荷非常容易交換,并難以積累,無法形成電壓差,所以很少有打雷的現(xiàn)象。但是極個別超強臺風,也是伴隨雷電現(xiàn)象的。
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3 臺風天應該如何做好防護?
臺風的到來常伴有狂風、暴雨和風暴潮,其范圍波及沿海與內陸的廣大區(qū)域,會嚴重影響人們的日常生活,甚至威脅到人們的生命、財產安全。因此,掌握應對臺風天氣的措施尤為重要!
1、盡量避免外出,提前儲備食物、水源等應急物資;確保電路、煤氣等設施的安全;用膠布在窗戶玻璃上貼成 “米” 字圖形,防止窗戶玻璃碎裂。
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2、居住在危舊住房的居民應及時轉移到安全地帶;如果正巧在室外,應及時遠離臨時建筑物、大樹、廣告牌附近,迅速到堅固的建筑中躲避。
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3、臺風來臨前,必須對漁業(yè)設施進行安全檢查,確保機械設備能正常運轉;提前做好應急準備,將堤壩、塘壩塌方的發(fā)生概率降到最低;出海的漁船應盡快回港,撤離水庫、澇地等高危地點。
4、海上作業(yè)人員應立即撤離到避風場所,若躲避不及,應及時通過無線電通訊設備與岸上有關部門聯(lián)系;等待救援時,應主動采取應急措施,如滯航、繞航、迅速穿過等,避免被卷入臺風中心或暴風區(qū)。
若船上沒有無線電通訊設備,應留意過往船舶或飛機,及時發(fā)出求救信號,如堆出“SOS”、發(fā)出聲光信號、搖動色彩鮮艷的物品等。
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5、為了降低臺風引發(fā)的洪澇災害對農業(yè)生產活動的影響,第一,疏通溝渠,確保大田作物排灌暢通;第二,檢修加固生產設施,及時搶收成熟作物,同時組織田間作業(yè)人員撤離。
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