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飓风为什么能影响大片区域?

每年的6月1日~11月30日(飓风季节),飓风都会威胁着美国的东部和沿海地区、墨西哥、中美洲以及加勒比海地区。飓风也被称为台风或热带气旋,飓风登陆时掀起的巨大海浪会给人类带来毁灭性灾害。当飓风袭击人口稠密的地区时,会使成千上万的人丧命,同时会造成数十亿美元的财产损失。

美国国家飓风中心将“飓风”定义为:“出现在大西洋上的热带气旋”。热带气旋是在热带生成的低气压系统的通称。

飓风的产生

飓风产生于热带地区,那里有温暖的海水(水温至少为27℃)、潮湿的空气和汇聚在一起的赤道风。大多数大西洋飓风都源自非洲西海岸,最初表现为在温暖的热带洋面上运动的雷暴。雷暴转化为飓风要经历3个阶段。

◇ 热带低气压:涡流云团和密集的雨团,风速低于62千米/小时。

◇ 热带风暴:风速为63~118千米/小时。

◇ 飓风:风速大于119千米/小时。

雷暴转化为飓风需要几个小时到几天的时间。尽管我们还没有完全掌握飓风形成的整个过程,但要形成飓风,必须具备3个必要的因素。

☆ 温暖而潮湿的海洋空气不断进行蒸发—冷凝的循环。

☆ 风的模式表现为海洋表面的辐合风和高空上强劲的、匀速运动的风。

☆ 海洋表面和高空之间存在的气压差。

飓风造成的破坏

◎ 温暖、潮湿的海洋空气

海洋表面温暖、潮湿的空气开始快速升高。随着暖空气的升高,水蒸气凝结形成暴风云和雨滴。凝结过程中释放的热量被称为“凝结潜热”,这种潜热使上层的冷空气变热升高。不断升高的空气被来自下方洋面的更加温暖、潮湿的空气所代替。这一过程不断循环往复,更多温暖、潮湿的空气汇集在一起形成暴风雨,同时热量不断地从海洋表面传递到大气中。风绕着一个中心循环流动,就形成风向。风的这种循环流动与水顺着下水道流出的情况很相似。

◎ 风的模式

辐合风是指朝不同方向运动的风彼此汇聚在一起。在地表上辐合风互相碰撞,推动温暖而潮湿的空气向上运动。这股向上运动的空气与先前已经由地表向上运动的空气交汇,加快了风暴的循环和风速。同时,在高空匀速运动的劲风会吹散从风暴中心向上运动的热空气,同时使来自地表的暖空气不断升高,这样风暴就会不断加强。如果高空的风因所处高度不同而运行速度有所不同,也就是说如果存在风切变,风暴的威力就会减弱。

图为从太空中拍摄的飓风图,照片中的风眼清晰可见。太空中的卫星可检测到海洋上的飓风。

◎ 压力梯度

同时,位于风暴中心上空的高压空气(9千米的高空)会带走不断上升的空气中包含的热量,进一步推动空气流动,加快飓风的形成。由于高压空气被卷入风暴的低压中心,风速增强了。

飓风

飓风形成时,包括3个主要的组成部分。

◇ 风眼:飓风循环流动时平静的低压中心。

◇ 风眼墙:风眼周边区域,风速最快、风力最强劲。

◇ 雨带:从风眼向外循环运动的雷暴带。雨带是促使风暴形成的蒸发—冷凝循环过程的组成部分。

萨菲尔-辛普森飓风等级法

飓风形成后,要根据萨菲尔-辛普森飓风等级法对其进行等级测定。这套测评体系分为5个等级。

1级飓风:风速为120~154千米/小时,风暴潮比正常值高1.2~1.5米,某些地区出现洪灾。几乎或很少出现结构性损害。

2级飓风:风速为155~179千米/小时,风暴潮比正常值高1.8~2.4米,树木被拔起。屋顶遭到中等程度的破坏。

3级飓风:风速为180~209千米/小时,风暴潮比正常值高2.7~3.6米,洪灾严重。房屋遭到结构性破坏,移动房屋倒塌。

4级飓风:风速为210~249千米/小时,风暴潮比正常值高4~5.5米,内陆地区洪灾严重。一些屋顶被掀翻,出现严重的结构性损坏。

5级飓风:风速超过250千米/小时,风暴潮比正常值至少高5.5米,内陆更多地区洪灾严重。大多数木质建筑物损毁严重。

飓风的规模各不相同。有些风暴非常密实,在风暴后面只拖有少数的几个风带和雨带。另一些风暴则较为松散,风带和雨带可以绵延数百甚至数千千米。1999年9月,“弗洛伊德”飓风袭卷美国东部,从加勒比海岛到新英格兰都可以感觉到飓风的威力。

飓风所带来的危害是由飓风所特有的几个属性决定的。伴随飓风而来的是大量的降雨。在一场大型飓风中,仅在一两天的时间内,降雨就可以达到几十厘米,大部分雨水集中在内陆地区。降雨可以造成内陆地区洪灾泛滥,可以淹没位于飓风中心附近的大片区域。

飓风的卫星图像

高空持续的风会带来结构性的破坏。这些把沙和海浪吹进海滩的方式)。在飓风强大风力的推动下,在飓风前部会形成被称为“风暴潮”的海水墙。如果风暴潮刚好与一风可以掀翻汽车,把树连根拔起,侵蚀海滩(通过次大型涨潮同时发生,就会造成海滩的侵蚀并导致内陆地区出现洪灾。同时,飓风还会引发龙卷风。相对飓风而言,龙卷风规模较小,但风力更为强劲,会导致更严重的灾害发生。

当风、雨和洪灾并发时,一座海滨城市可能会被夷为平地,同时也会导致远离海岸的城市损失巨大。1996年,“佛兰”飓风横扫内陆地区240千米,席卷了北卡罗来纳州的罗利市。几万所房屋遭到损坏或倒塌,一些地区断电数周。据估计,损失总计达到数十亿美元。