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眼壁置换

眼壁置换(英语:Eyewall replacement cycle),又称为眼壁更替周期,是一种发生于热带气旋中心的现象。当强台风出现双重眼壁结构时,它们是处于眼壁更替周期。新的眼壁发展,替代当时的旧眼壁。 周期开始时一个环型的密集对流区首先在眼壁外发展,继而向内移动,以至出现双重眼壁结构。 其后内眼壁最终消散,外眼壁则增强并向内移动。 双重眼壁结构会维持约一至两日,通常显示台风该次增强周期接近完结。

然而,并不是所有双眼墙台风都会发生眼墙替换过程。研究表明,在西北太平洋的台风中,大约23%的双眼墙台风属于双眼墙结构维持(concentric eyewall smalls main tenance, CEM)型。这种类型的台风在演化过程中,内外眼墙共存超过20小时,具有较大宽度的眼墙间隔(平均67.5公里)和外眼墙(平均70公里),其强度要强于经历眼墙替换过程的台风。

形成原理

台风是发生在热带亚热带洋面上的具有暖心结构的强烈气旋性涡旋,是一种强大而深厚的热带天气系统。台风的结构从中心向外依次分为台风眼区(中心)、台风眼壁(云墙)、螺旋雨带三部分。

台风的中心是台风眼。发展成熟的热带气旋(达到热带风暴级以上强度)在深厚云区的中间,往往存在一个直径为几十公里,近似圆形的晴空少云区,称为眼区。台风内的风呈逆时针方向吹动,使中心空气发生旋转,旋转时所产生的离心力与向中心旋转吹入的风力互相平衡抵消,便形成了台风中心数十公里范围内的无风现象,加之空气下沉增温,使得云消雨散,由此诞生台风眼。围绕台风眼的狭窄环流就是台风眼壁(云墙)。因其有着强烈的上升气流,所以此处常出现狂风暴雨,是热带气旋中风力最强劲、天气最恶劣的地方。

形成过程

“眼壁置换”又叫“眼墙置换”,是强台风或者超强台风常有的自身结构调整的过程,通常包括以下阶段:

眼壁消失

通过统计验证2017年至2018年大西洋地区6个飓风共进行了8次眼墙置换过程,在海表和自由大气高度上同时发生。平均眼墙置换时间为21小时,海表内外眼墙的平均半径分别为30公里和57公里,而自由大气高度内外眼墙的平均半径分别为31公里和62公里。

次生眼壁的形成

眼壁置换往往会导致台风的海面气压、最大风速和降水在短时间内剧烈变化,增加了台风强度和结构预报的难度。例如,2019年的超强台风利奇马就是一个典型的双眼墙台风,在登陆前后呈现出明显的双眼墙结构和两个强风及降水的高值区域,给中原地区沿海地区造成了重大人员伤亡和经济损失。

判定

眼壁置换的原因,通俗说来是台风眼墙转得太快而“脱离群众”,没有办法带动整个系统的能量,所以要从小轮胎换成大轮胎。眼壁置换期间,台风一般会减弱。如果眼壁置换失败,台风会一蹶不振,继续减弱;但如果眼壁置换成功,台风会重新加强,与此同时环流扩大。2015年,超强台风台风苏迪罗进行了一次很成功的眼壁置换,出现了第二次巅峰。

参考资料

..2023-07-29

台风杜鹃─双重眼壁的台风.香港天文台.2023-07-29

多次“眼壁置换”!台风“摩羯”为啥这么强?.央视新闻客户端.2024-09-07

..2023-07-29

..2023-07-29

狂跳5级!2019“台风王”或来袭!海宁人,这周六不放假!.微信公众平台.2023-07-29