淺談夏季2：熱帶氣旋生成-東風波系列(1) - 颱風討論

本篇系列主要著重在熱帶氣旋於東風波階段形成的原因
熱帶氣旋就是颱風，不過還是要先從基本講起：

熱帶氣旋(TC)的形成主要條件，一般認為溫暖的海水溫度，
且海水深度不能太淺，在對流層中下層有潮濕的空氣，
大氣層屬於不穩定狀態，溫度隨著高度迅速降低，
以及一定的科氏力，離開赤道約五個緯度的地區，
在氣旋中心高低層為弱垂直風切和低層必須存在一個正渦度的擾動氣旋，
其中最後一項是觸發熱帶氣旋開始形成的最重要關鍵。

熱帶氣旋的形成可分為兩個階段，
第一個階段是由鬆散的熱帶雲雨帶發展成為大範圍氣旋，
在這個過程中，必須有一個比大氣環流更強的擾動出現，
提供外力使雲層發展成更大尺度的輻合環流氣旋。

第二個階段也就是當此輻合環流氣旋發展到一定強度時，
便開始CISK機制，當水氣隨氣旋旋入後，因離心力作用，
只能堆積然後抬升，抬升後凝結成績雲，並釋放出大量的潛熱
，大量的潛熱使氣旋中心空氣增暖，氣壓更低，氣壓梯度增大，
風速更強，旋入更多的水氣，釋放更多潛熱，雲雨層往外擴張，
氣旋範圍擴大，中心風速更強，如此循環形成熱帶氣旋。

因此初始的擾動外力就是熱帶氣旋誕生的關鍵。
在西北太平洋上，季風輻合區是主要的熱帶氣旋生成區域，
在夏季的西北太平洋上，
西南季風與副熱帶太平洋高壓東南風或北半球東北信風輻合
形成季風切變、季風低壓和熱帶地區的季風輻合帶，
提供熱帶氣旋生成的環境擾動，
低壓初始擾動往往在輻合帶原地形成，隨著西南季風的不斷的往東吹，
使擾動在原地加強並且發展成為熱帶氣旋。
因此，西北太平洋大部分的颱風在季風槽中形成，
西南季風扮演很大作用的角色。

在冷季，西南季風消失，熱帶西北太平洋上受東北季風和東北信風控制，
沒有西南季風的支持，熱帶氣旋的初始擾動不能倚靠西南季風增強氣旋式風切，
而必須仰賴的條件就是仍然存在於熱帶西北太平洋上的東風波。

從簡單來看，東風波是一個通稱，指的是熱帶地區東風氣流中，由東向西移的波動，
在對流層中低層，由東向西移動的波狀系統皆稱為熱帶東風波。
但是實際探討東風波其實是很複雜的，因為牽涉到熱帶大氣對流波動理論。

以下要開始談了：

在熱帶地區的大氣對流波動，主要有
MJO(沿赤道東移之季內振盪)、
Kelvin 波、
Rossby波、
混合Rossby重力波(MRG波)、
熱帶低壓波(TD波)，
其中TD波就是形成熱帶氣旋的東風波，後來學術上好像都稱TD波/TD擾動
而每種波都會影響熱帶氣旋的形成。

先講季內震盪，
季內震盪指的就是季節內大氣氣壓場、風場、對流等現象的震盪，
震盪的時間尺度在季節時間以下，
而一般談的季內震盪是發生在熱帶及副熱帶地區的大氣擾動現象，
因為最明顯也最早觀測到的就是赤道附近乾濕週期的震盪現象，
季內震盪由熱帶西印度洋開始出現，然後沿著赤道向東傳遞，
最後到達赤道換日線中太平洋，稱為MJO (M、J是兩位最早觀測到的人名)
；又可稱為沿赤道東移季內震盪。

MJO屬於行星尺度的震盪波，對熱帶天氣系統(熱帶氣旋及颱風)的活動有一定關連。
平均來說"30到60天"/"40到50天"/"45天"會出現一次，冬季最穩定活躍，
夏季最混亂，因為夏季時，除了沿赤道東移外，
在印度和西北太平洋地區還會往北或是西北傳遞，影響中高緯度天氣和颱風的生成。

以夏季到初秋的西北太平洋到印度洋來說，
存在於熱帶地區的季風槽有明顯的季內震盪，
也就是季風槽從南海到菲律賓往東延伸和往西退縮的震盪現象，
當季風槽往東延伸，太平洋高壓比較偏北或偏東，台灣受季風槽影響降雨量多，
當季風槽往西退縮，太平洋高壓比較西伸帶來下沉氣流，台灣受高壓影響降雨量少，
當赤道的中西太平洋季內震盪較活躍時，會伴隨著季風槽往東南方延伸，
在季風槽活躍時，低層是西南季風，中層西風，並出現氣旋式風切，
低層出現正渦度的擾動氣旋，提供熱帶氣旋有利的初始環境。

再回到MJO討論，
MJO就是赤道地區海氣耦合(海洋和大氣耦合)的乾溼震盪，詳細成因就不研究了。
(耦合：不同系統之間的交互作用 例如海洋與大氣。)
MJO分為八個相位，
在MJO的前4個相位，降水存在正異常(偏濕)；在MJO的後4個相位,降水存在負異常(偏乾)。

乾溼週期從西印度洋到換日線，平均45天完成一次，
為了要判定MJO的強度所在的空間，把MJO分成八個相位畫在平面上，
每個相位平均六天左右。

根據不同的相位大致上可以判定MJO濕區域或乾區域的位置。
相位1：西半球非洲到西印度洋。
相位2：西印度洋到印度洋。
-----------------------------印度洋
相位3：印度洋到東印度洋。
相位4：東印度洋到中南半島
-----------------------------海洋大陸
相位5：中南半島到西太平洋
相位6：西太平洋。
-----------------------------西太平洋
相位7：西太平洋到中太平洋
相位8：中太平洋換日線

相位1~8位置剛好從西印度洋到換日線。
MJO"正相位/濕相位/對流中心"位於相位1和2時，
對應到台灣這邊的西太平洋相位5和6就是"負相位/乾相位/下沉中心"
不利於西太平洋的颱風產生。

從澳洲氣象單位監測的MJO相位判定RMM指標： http://www.bom.gov.au/climate/mjo/
可以看到今年八月天秤颱風產生的時候，MJO正相位落在相位1和2，卻仍然有颱風產生，
這就是季風槽幫忙導致。
另外當MJO在圓圈以內表示MJO微弱(弱相位)，信號不明顯。
而平均觀測，MJO以冬季最活躍，夏季最微弱。

順帶一提，2009年八月莫拉克侵台期間，MJO在第六相位，且強度偏弱(弱相位)，
也就是熱帶對流已經東移到西太平洋，
低緯度東經120度地區處於對流後方，出現下沉區與低層西風異常，

說明：
低緯度東經120度地區在MJO對流中心後面，因此低層氣流為西風(往對流中心吹)
低層氣流西風偏強，稱為西風異常。最嚴重的西風異常就是聖嬰現象。
根據研究，MJO和聖嬰現象有關，但是MJO不會直接導致聖嬰現象發生。

也因為2009年八月初低緯度低層的西風異常，提供莫拉克旺盛的西南氣流降下超級豪雨。

註：這篇先到此為止，好像主題談的不多，因為牽涉的東西有點廣要談的很多，
一時之間也談不完，所以以下先快速預告，

熱帶氣旋的第一階段條件：低層擾動氣旋，除了夏季強大的季風槽提供外，還有東風波。

此外在冬季，東北季風和北半球低緯偏東風輻合的季風槽很弱且偏向赤道，

因此熱帶氣旋的形成只能靠東風波西移，

首先是赤道附近出現MRGW波，遇上強對流中心，

轉為TD波，此時在天氣圖上就會看到大家所討論的"東風波出現了"，

在高低空環境支持下，開始CISK機制發展成為熱帶氣旋。

(詳細各種波波過一陣子再談...關鍵字：一陣子。...XD)

註：以上供參考，歡迎先進指教。

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