台风：一台从温暖海面启动的巨型热机

台风（typhoon）不只是“风很大”。它是一个有组织、能自我补充能量的巨型热机：中心气压极低，四周空气绕着中心猛烈旋转，靠海面蒸发送来的水汽维持运转。气象学上它属于热带气旋（tropical cyclone）。

同一种天气系统，在不同海域有不同名字：西北太平洋和南海的叫台风，大西洋和东北太平洋的叫飓风（hurricane），印度洋和南太平洋的叫旋风（cyclone）。名字不同，物理本质完全一样。

我国按照中心附近最大平均风速，把西北太平洋和南海的热带气旋分成六级。下面这张图给出每一级的“入门门槛”：风速达到多少，才算上这一个级别。

注意：柱子的高度是下限，不是一个固定值。6 级风（10.8 m/s）只够得上“热带低压”，8 级风（17.2 m/s）才叫“热带风暴”——气象台从这时起给它编号、起名字；而只有中心附近最大平均风速达到 12 级风（32.7 m/s），才是真正意义上的“台风”。级别越高，涡旋越强，破坏力越大，预警信号和停课停工的规定也都是按这些门槛定的。

台风的燃料不是海水，而是海水蒸发出来的水汽。

把过程拆成四步看：

1. 暖海面上的水分子不断逃逸到空气中，形成水汽；
2. 水汽随空气上升，遇冷凝结成云滴；
3. 凝结时放出潜热（latent heat），加热周围的空气；
4. 空气受热膨胀、变轻、上升更快，于是近地面的气压降低，周围的空气被“吸”进来补充。

第 4 步又带来了更多水汽，于是回到第 1 步。这是一个正反馈：一旦转起来，就会越转越强——台风是极少数“自己给自己加油”的天气系统。

上式是水汽凝结的潜热：每 1 kg 水汽凝结成水，约放出 J 的热量。这相当于把 1 kg 水从 0 ℃ 加热到 100 ℃ 所需热量的约 6 倍。美国国家海洋和大气管理局（NOAA）估算，一场成熟台风每天释放的潜热可达 J 量级——这就是它维持狂风暴雨的本钱。

五张入场券（缺一张都不行）

1. 温暖的海面：海表温度要达到 26.5 ℃ 以上，而且暖水层要有 60 m 左右的厚度。海太浅或太凉，波浪一翻搅就把冷水带上来，“燃料”立刻断供。
2. 充足的水汽：海面越暖，蒸发越快，能供应的水汽越多。
3. 高低空风速差要小：也就是弱的垂直风切变（vertical wind shear）。如果高空的风比低空强很多、方向又差得远，正在长高的对流云柱会被“吹歪”“吹散”，热机就搭不起来。
4. 足够的地转偏向力（Coriolis force）：纬度大约在 5° 以上。地转偏向力使流入的空气不断向右偏（北半球），气流才会绕中心旋转，而不是笔直地冲进低压中心把它填平。这正是赤道附近几乎不生成台风的原因——那里的地转偏向力几乎为零。
5. 一个初始扰动：比如热带辐合带（ITCZ，intertropical convergence zone）上的云团或东风波，给涡旋一个“起转”的核。

成熟台风的直径常在 500–1000 km 之间，云顶可以冲到 15 km 以上的高空。把它从中间切开，会看到三种结构和它们的分工（下图是垂直剖面示意，垂直方向已放大）：

• 眼（eye）：直径一般 10–60 km。这里的气流在下沉，云少、风小、气压全台风最低——但它是最危险的“平静假象”，因为眼墙马上就到。
• 眼墙（eyewall）：紧贴着眼的一圈积雨云墙，上升气流最猛，风速最大、雨势最强。最大风速通常出现在距中心 20–50 km 的半径上，而且眼墙随高度向外倾斜，所以眼是“上宽下窄”的漏斗形。
• 螺旋雨带（spiral rainband）：向外伸展数百千米的弧形云雨带，一条接一条扫过陆地，带来间歇性的强降雨和阵风。

还有一个关键特征：台风是暖心系统——中心比同一高度的四周空气更暖。这是它区别于普通低压的标志，也是它能源源不断维持强对流的证据。

在卫星云图上，北半球台风的云系逆时针旋入中心，而高空卷云则顺时针向外散开：低层辐合、高层辐散，这就是它把能量“抽”上天的完整通道。

台风不会“自己想去哪就去哪”。它是一团被大范围气流推着走的涡旋，就像浮在河流上的软木塞。推它的气流叫引导气流，其中最重要的“推手”是副热带高压（subtropical high）——盘踞在副热带洋面上空的一个大范围高压带，厚度可达数千米。

副热带高压的南侧盛行东风，会把热带洋面上生成的台风一路往西、往西北推，于是就有了登陆海南、广东、台湾、福建、浙江的常见路径。当副高减弱、东退或者中间“断裂”时，台风就能从缺口北上，再转向东北方向——这就是转向路径。

三类典型路径

• 西行路径：在副高南侧稳定东风的推动下一路向西，常登陆华南沿海或海南，也常穿过南海。
• 西北路径：边西行边北抬，常登陆台湾、福建、浙江一带，是我国受灾最严重的路径类型之一。
• 转向路径：在海上转向北上再折向东北，可能擦过华东近海，也可能影响朝鲜半岛和日本。

除了副高，中纬度西风槽、另一个同时存在的台风（双台风互旋）都会让路径变得复杂。

为什么路径预报这么难？因为引导气流本身在变。近年来我国 24 小时台风路径预报误差已经缩小到 60–70 km 左右，这已经是世界先进水平；但路径只要偏几十千米，暴雨落区和大风影响范围就可能完全不同。所以对个人来说，最重要的不是记住某一条预报路径，而是随时看最新一期预报和预警。

第一只拳头：狂风

12 级以上的持续大风，加上更强的阵风，能吹倒树木和电线杆、掀翻屋顶、摧毁简易建筑和临时工棚。海上则掀起十几米高的狂浪，船只和海上养殖设施首当其冲。

第二只拳头：暴雨

台风本身就是一个巨大的降水系统：螺旋雨带一条条扫过陆地，再加上山地地形抬升，一天之内降下 200–500 毫米雨水很常见，局地还会更多。暴雨引发的山洪、滑坡、泥石流和城市内涝，造成的人员伤亡往往比大风更多。

尤其要小心：暴雨并不只落在登陆点附近。台风减弱后的残余环流仍然带着大量水汽，一旦遇到冷空气或山脉阻挡，就会在千里之外的北方制造极端降雨——这正是“杜苏芮”把特大暴雨带到华北的原因。

第三只拳头：风暴潮（storm surge）

台风中心气压极低，相当于把海面“吸”起一点：气压每降低 1 hPa，海面大约升高 1 cm（这叫“倒置气压计”效应）。若中心气压是 950 hPa，比标准气压 1013 hPa 低 63 hPa，仅这一项就能把海面抬高约 0.6 m。

真正的大头是大风：强风把海水一路推向岸边堆积，近岸潮位可以异常升高 1–3 m，极端情况下超过 5 m。如果这时又正碰上天文大潮，水位叠加，海水越堤灌入城市，往往造成最严重的伤亡。我国沿海城市的防潮堤、闸门，防的就是这一只拳头。

预警信号：四种颜色，四级危险

我国用蓝、黄、橙、红四色台风预警信号表示危险程度（蓝色最低，红色最高）：

这里说的是平均风力，与我们站在风口感觉到的阵风不同——阵风总比平均风更强。

另外，不少沿海省市（如广东）规定，台风黄色及以上预警信号生效时中小学、幼儿园停课；橙色、红色预警还常常伴随停工、停运等措施。所以，看到预警升级，就要按灾害已经发生来准备。

台风最大的特点是不确定：它可能偏东 50 km，也可能偏西 50 km。但有一件事是确定的——准备充分的人，损失总是更小。

防灾无非两件事：减少暴露（不去危险的地方、不待在危险的位置）和提高应对能力（有物资、有信息、有预案）。