能量供应被切断且能量消耗急剧增加。从环境因素来看,台风能量变化的“秘密”主要体现在以下几个方面:
核心能量来源被切断:温暖的海洋热焓
- 秘密: 台风是一个巨大的“热机”,其运转的核心燃料是温暖海水(通常需要26.5°C以上)蒸发释放的潜热。
- 变化: 一旦台风登陆,它就离开了为其提供持续、充沛能量来源的温暖海洋表面。陆地的温度远低于温暖的海水,且无法提供大量的水汽蒸发。
- 影响: 失去了这个巨大的“燃料库”,台风内部驱动上升气流、维持低压核心和强风的核心热力引擎失去了主要动力来源。能量供应不足是减弱的最根本原因。
能量损耗剧增:地表摩擦
- 秘密: 台风在海洋上运行时,海面相对光滑,摩擦力较小,能量损耗相对较低。
- 变化: 登陆后,台风底部环流接触到粗糙的陆地表面(地形起伏、植被、建筑物等)。这产生了巨大的摩擦力。
- 影响:
- 直接减速: 摩擦力直接消耗近地面层的动能,导致风速降低。
- 破坏结构: 摩擦导致低层风速减慢,但高层风速可能变化不大,这会在垂直方向上产生风切变,破坏台风暖心结构和对称性,干扰核心对流区的组织。
- 扰乱入流: 摩擦阻碍了低层空气顺畅地流入台风中心,破坏了维持台风环流和核心低压所必需的质量辐合。
结构破坏:水汽供应中断与垂直运动受阻
- 秘密: 台风的强对流(雷暴云团)需要持续的水汽供应来维持。上升的暖湿空气在高层凝结释放潜热,加热核心,驱动整个环流。
- 变化:
- 水汽匮乏: 陆地提供的水汽远少于海洋,核心对流区的水汽供应迅速枯竭。
- 地形抬升/阻挡: 遇到山脉等地形时,气流被迫抬升。虽然抬升本身可能造成短时强降水,但它破坏了台风原有的、有组织的上升/下沉气流结构。背风坡的下沉气流更是会抑制对流,直接破坏暖心。
- 影响: 水汽不足导致潜热释放大幅减少,核心加热减弱甚至停止。地形干扰则直接破坏台风的垂直环流结构和暖心。两者都导致台风核心热力引擎效率急剧下降甚至熄火。
冷空气入侵:暖心结构瓦解
- 秘密: 台风的强度依赖于其核心(眼区附近)存在一个相对周围环境更暖的“暖心”结构(温度高于周围环境),这是强低压和强风的标志。
- 变化: 登陆后,随着核心对流减弱和环流结构破坏,较冷、较干的陆上空气更容易侵入台风核心区域。
- 影响: 冷空气的侵入会迅速填塞台风中心的低压区(使气压升高),并破坏暖心的温度结构。失去暖心,台风强度必然迅速衰减。
垂直风切变的影响(可能加剧)
- 秘密: 台风在海上时就可能受到垂直风切变(不同高度风速/风向的差异)的影响,强切变会抑制台风发展或使其减弱。
- 变化: 登陆后,陆地边界层摩擦导致的低层风速减弱,以及地形对气流的扰动,都可能改变或加剧局地的垂直风切变。
- 影响: 增大的垂直风切变会进一步将台风的对流云团(释放热量的地方)与低层环流中心(需要加热的地方)分离,破坏台风的垂直一致性,加速其减弱过程。
总结台风登陆后能量变化的“秘密”:
台风就像一个依靠燃烧“海水蒸汽”来产生巨大动力的巨型引擎。登陆意味着:
燃料耗尽: 离开了温暖的海洋,失去了主要的能量(水汽和潜热)供应源。
引擎过热/熄火: 水汽供应中断导致核心热力引擎(潜热释放驱动上升)效率暴跌甚至停止。
阻力剧增: 陆地粗糙表面带来巨大摩擦,直接消耗动能并破坏低层入流结构。
内部瓦解: 冷空气入侵填塞低压中心,瓦解维持强度的暖心结构。
结构破坏: 地形抬升和阻挡直接扰乱有组织的垂直环流,风切变可能加剧,导致对流与中心分离。
因此,台风登陆后,在能量“入不敷出”(供应断绝 + 消耗剧增 + 结构破坏)的共同作用下,其强度必然会迅速减弱,最终消亡。这个过程的速度取决于台风本身的强度、结构、移动速度以及登陆区域的地形、陆面湿度等因素。