
昨晚(9月7日)香港各區普降暴雨,從黃色暴雨到紅色暴雨警告,到發布最高級別的黑色暴雨警告,多個地區甚至出現山泥傾瀉、水浸、公共交通受阻等情況。香港天文台表示,此次降雨量是自1884年有記錄以來的最高紀錄。

(圖源網絡)
據悉,這場暴雨乃受颱風殘餘環流和季風影響。當我們以為度過颱風「蘇拉」,風平浪靜之時,遠沒想到緊隨其後的颱風「海葵」帶來如此龐大的降雨量,讓人措手不及。
颱風究竟是如何形成的?為何會帶來如此大量的降雨?一齊來看香港氣象學會的這篇文章。
熱帶氣旋怎樣形成?
颱風(熱帶氣旋)多源自海洋上的低壓區,這是因為空氣受熱後重量比較輕,空氣密度變小,氣壓低,容易產生氣旋或上升氣流;但並非所有低壓區都能發展為熱帶氣旋的。大氣中的水蒸汽,在凝結成水滴或冰粒時會釋放熱能(稱為「潛熱」),這是熱帶氣旋的能量來源。熱帶氣旋由熱能推動,其中心較外圍暖(稱為「暖心」結構)。

圖 | 熱帶氣旋形成示意圖
海面受到陽光照射,水汽從海面蒸發並向上輸送。上升的空氣膨脹並冷卻,被冷卻的水汽會凝結成水點並釋放潛熱;同時,在氣流上升的海面,氣壓會下降,形成低壓區。氣流由四周流向低氣壓中心,空氣會因匯聚而上升。上升的氣流令更多水汽上升並釋放熱能,形成正反饋,促使低壓加深。地球自轉亦令空氣產生偏轉,形成漩渦,逐漸發展為熱帶氣旋。
解開熱帶氣旋的垂直結構
熱帶氣旋的一個明顯特點,是雲團圍繞熱帶氣旋的中心旋轉。對於發展成熟的熱帶氣旋,其中心可以出現風眼,直徑大多在30至60公里之間,是由下沉氣流構成的核心。
在風眼裡,風勢微弱,雲層稀薄,甚至能看見藍天,圍繞風眼的是眼壁,是對流最強烈的地方,對流可以向上延伸至對流層頂,即離地面約 15公里左右,或甚至更高)。一般來說,眼壁位置的地面風力比其周圍地面的風力強,所以當一個熱帶氣旋逐漸接近時,風勢亦逐漸加大。

圖 | 香港政府飛行服務隊定翼機觀測到「蘇拉」的風眼
成熟的熱帶氣旋中心周圍會出現數道相間的螺旋雨帶,螺旋雨帶是對流向上發展的地方,而螺旋雨帶之間則是下沉氣流的地方,一般降雨稀疏。

圖 | 成熟熱帶氣旋的鳥瞰圖

圖 | 熱帶氣旋垂直截面圖
危險半圓的風力影響
即使是結構比較均勻對稱的熱帶氣旋,若位於它不同方位的位置,所感受到的風力也可能有很大差異。在北半球,熱帶氣旋周邊的風呈逆時針方向旋轉。如果按前進方向把熱帶氣旋分為左右兩個半圓的話,其右方半圓的風向與熱帶氣旋前進方向一致,兩者疊加而導致風速增加;而左方半圓的風向則與熱帶氣旋前進方向相反,導致風速減低。因此,熱帶氣旋右半圓(稱為危險半圓)的風力通常較左半圓(稱為可航半圓)的風力為強,尤其當熱帶氣旋的移動速度較高的時候,例如風暴以每小時30公里移動,其危險半圓的風力可以較可航半圓的風 力高出每小時60公里。
此外,在西北太平洋及南海,熱帶氣旋的東北面通常為副熱帶高壓脊的所在位置,兩者之間的氣壓梯度一般較大,風力亦因此較強,而且大多數風暴的移動路徑都趨向西北方,危險半圓剛好與熱帶氣旋東北側的緊密氣壓梯度重疊,進一步增強右半圓的風力。

圖 | 熱帶氣旋的「危險半圓」和「可航半圓」,名稱原出自航海手冊
《颱風解密:你也可以做天氣達人!》
主編:岑智明
統籌:香港氣象學會
出版社:萬里機構
出版時間:2022年7月
颱風,威力驚人,令人聞「風」色變。本書是香港天文台前台長岑智明擔任主編,聯同香港氣象學會編撰,以豐富的氣象圖及插圖,讓我們認識颱風的形成、消散,以及引起的風暴潮及破壞力,以科學化的角度解釋颱風過門而不入及詭異路徑的因素,並借鑑歷年風災紀錄,從個人保護環境做起,應對全球氣候變化、愛護地球。
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