1.1 台风天气系统概述

1.1.1 形成

台风发生在南北纬5°～25°之间海水温度较高的洋面上。在热带海洋上，海面因受太阳直射而使海水温度升高，海水容易蒸发成水汽散布在空中，故热带海洋上的空气温度高、湿度大，这种空气因温度高而膨胀，致使密度减小，质量减轻，而赤道附近风力微弱，所以很容易上升，发生对流作用。同时，周围之较冷空气流入补充，然后再上升，如此循环不已，终必使整个气柱皆为温度较高、重量较轻、密度较小的空气，这就形成了所谓的“热带低压”。然而空气的流动是自高气压流向低气压，四周气压较高处的空气必向气压较低处流动，而形成“风”。在夏季，因为太阳直射区域由赤道向北移，致使南半球之东南信风越过赤道转向成西南季风侵入北半球，和原来北半球的东北信风相遇，更迫挤空气使之上升，增加对流作用，再因西南季风和东北信风方向不同，相遇时常造成波动和涡旋。这种西南季风和东北信风相遇所造成的辐合作用，和原来的对流作用持续不断，使已形成为低气压的涡旋继续加深，也就是使四周空气加快向涡旋中心流，流入越快时，其风速就越大；当近地面最大风速到达或超过32.6m/s时，就称为台风。

形成台风必须具备以下条件：

（1）广阔的高温、高湿的大气。热带洋面上的底层大气的温度和湿度主要决定于海面水温，台风只能形成于海温高于26℃的暖洋面上，而且在60m深度内的海水水温都要高于26℃。

（2）低层大气向中心辐合、高层向外扩散的初始扰动。同时，高层辐散必须超过低层辐合才能维持足够的上升气流，低层扰动才能不断加强。

（3）垂直方向风速不能相差太大，上下层空气相对运动很小，才能使初始扰动中水汽凝结所释放的潜热能集中保存在台风眼区的空气柱中，形成并加强台风暖中心结构。

（4）要有足够大的地转偏向力作用。地球自转作用有利于气旋性涡旋的生成。地转偏向力在赤道附近接近于零，向南北两极增大，台风发生在大约离赤道5个纬度以上的洋面上。

1.1.2 结构

台风的环流结构近似轴对称，外貌类似圆柱体，水平范围可达1000km，但垂直厚度仅15～20km（局限于对流层内）。理想台风其结构特征包括台风眼、眼墙（也称眼壁）及外围之螺旋状雨云带（图1-1）。台风中心为低压区，其中心气压常在980～950hPa，最低可达870hPa。低层气流受气压梯度力影响向内辐合，又受科氏力作用作气旋式旋转，内流空气因惯性作用无法到达台风中心，于眼墙处急速上升，故眼墙为台风中上升运动、降水最强的地方。眼墙中气流上升至对流高层时，因受对流层顶限制，向外做反气旋式辐散（台风之高层为高压），小部分空气则向中心处辐合、下沉，形成台风眼。台风辐合处因下沉增温形成强烈暖心无云区，中心低层则为微弱的辐散气流，风速亦减弱。

图1-1 台风结构示意图

发展成熟的台风，大多有明显的台风眼，眼墙强对流区是水平方向风速最大的地方，垂直方向风速最大的地方位于距地表约50hPa处，风速由最大处向上、向外递减。近地面强风区常覆盖相当大范围，7级风圈半径常在200～300km。台风眼墙外的螺旋状雨带，包含有深厚的积云对流降水区及较广的层状降水区。

在台风低层最大风速半径处的辐合最强，最大风速值半径的大小随高度变化很小，并位于眼壁之中。分析表明，无论台风内区和外区都有明显的不对称性，这种不对称性对于台风发展和动量及动能的输送等有重要的作用。中尺度的台风是大气中很强的动能源，因而从能量上分析，台风对大气环流的变化和维持应有重要的影响。这个问题已经引起了学术界的重视，有研究人员指出，角动量的水平涡旋输送在台风外区很重要，而在外区动量的产生和输送也很重要，它们在台风能量收支中不能被忽略。

1.1.3 分类定级

国家气象局规定从1989年1月1日起，我国正式使用国际热带气旋名称和等级标准，具体见附表1。