今年入夏以來,熱浪一波接一波地襲擊中國各個地區,可能受氣候影響,今年夏天的台風好像有一點點“異常”。
根據中國天氣網的消息,今年西北太平洋和南海共有6個編号台風生成,其中隻有一個登陸了中國(3号台風暹芭),相較于往年平均值,台風的生成數量少了2.5個,而登陸中國的台風數量則少了1.8個。
雖然台風具有很強的破壞力,但是它也會帶來巨量降水,以及給高溫天氣降降溫,所以現在很多氣象研究人員都在擔心台風會不會繼續“異常”下去。
我小時候生活在海邊的小山村裡,印象中的夏天真的是隔三岔五會有台風,在我們那邊有一個比較有意思的說法:再猛烈的台風隻要聽到雷聲就會停止。老人們認為,那是雷公出來遏制風婆放風了。
那麼,這種說法真的有科學依據嗎?打雷真的能抑制台風嗎?
簡單地說是有一定道理,隻要我們了解打雷,以及台風的形成原理就能知道究竟是怎麼回事了。
圖源:Maxime Raynal
打雷背後的科學?
我們經常主觀認為閃電比雷聲要更快發生,其實兩者是幾乎同時發生的,隻是音速比光速慢很多而已。
閃電比我們想象的要強大很多,它攜帶巨額能量,當發生閃電的時候,它會把路徑周圍的空氣加熱到28000攝氏度以上——是太陽表面溫度的三倍。
這種過熱的空氣會在閃電的路徑上生成一個真空的共振管,然後附近的空氣迅速膨脹和收縮,從而産生音爆,也就是說我們聽到的雷聲本質就是一個音爆。
音爆是聲音的極限值,所以雷聲都很響亮,如果閃電的足夠猛烈的話,雷聲會先以沖擊波的形式運行一段距離,然後再發出聲音,讓同樣距離的目标受衆聽到更響亮的聲音,據信雷聲最多可以傳播40公裡之遠。
我們知道雷暴天氣一般都隻發生在夏天,這是因為雷暴的形成需要強對流才行,隻有在夏天足夠熱的時候才能形成。
之所以需要強對流天氣才能有閃電,是因為隻有這種情況下,雲層中才能産生足夠的電荷。
地面在太陽的暴曬下逐漸升溫,同時空氣攜帶足夠的水蒸氣上升,由于到了高海拔地區溫度開始下降,水蒸氣開始冷凝産生小水滴。
圖源:知天氣象
同時,由于夏天的地面足夠熱,它産生的上升氣流非常強,所以會将小水滴推向更高的地方,以至于溫度低到将小水滴變成冰晶或者更大的冰粒。
随着上升氣流的減弱,同時冰粒變得足夠重,在重力的作用下開始下降,這時候上升的水滴和冰晶會與下降冰粒發生碰撞。
這個相互碰撞摩擦的過程會釋放出正電荷和負電荷,就像我們冬天搓手會産生靜電一樣。帶正電荷的較輕的冰晶會繼續被推到雲的頂部,而較重的帶負電荷的冰晶則沉到底部。
在最初階段,空氣可以将正負電荷隔離開來,但是随着碰撞的繼續,會有越來越多的電荷被釋放出來,直到空氣無法起到結緣作用,下沉的負電荷就會被雲層中、地面上,以及周圍空氣中的正電荷吸引并結合,從而産生閃電。
簡單地說,閃電就是由負電荷從一個地方移動到另一個地方引起的大電火花。
如果不是夏天的話,整個對流過程不會太強烈,在它釋放的電荷還不夠多的時候,雨水就已經降下來了,所以不會打雷。
理解了打雷的原理之後,我們再來看看台風。
台風形成示意圖,圖源:Eumetrain
台風天基本不會有雷暴
如果我們仔細觀察的話,雖然台風也會帶來大暴雨,但是它基本不會産生雷暴,特别是登陸之後的台風很難會伴有打雷。
台風以及其它熱帶氣旋的形成都是由于海水大量蒸發并上升,以至于在中間形成一個低壓區域,最終外部高壓大氣向低壓區域填充并形成一個風力很大的氣旋。
台風天氣和雷暴天氣最大的不同就是它們的氣流方向,台風是水平運行的,而雷暴天氣是垂直的,而隻有垂
雲内閃電,圖源:Lukas Schmidt
直的情況才能在重力作用下産生對流,并碰撞産生足夠的電荷。
所以,台風天很難産生閃電,而唯一可能伴有閃電的是特别強的台風,在它較為的中心區域,水滴和冰晶是混亂的,有可能碰撞産生足夠的電荷并引發閃電,但是很罕見。
在台風天聽到雷聲的話,一般情況下就意味着垂直氣流的強度已經超過水平氣流,換句話說,台風已經變得很弱了。
所以說,如果打雷了的話,那麼台風确實差不多已經刮完了。
雖然以前的人不懂其中的原因,但結果确實是“打雷可以壓制台風”,這可能就是代代相傳的經驗吧。
最後
天氣系統有時候非常有趣,台風天氣和雷暴天氣,無論是發生的季節,還是發生時的情況(兩者都是狂風大作加大暴雨)都特别相似,但是兩者又如此矛盾,基本不會同時出現。而古人抓住了這一特性,以此判斷可怕的台風已經過去。
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