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科普丨“精准把脉”台风:卫星遥感科技如何守护我们的安全?
2024-07-263

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#科普#卫星遥感

科普 | “精准把脉”台风:卫星遥感科技如何守护我们的安全?

    本周双台风来袭,最新消息显示,台风“派比安”对申城无影响,而台风“格美”的路径和强度,将决定着申城本周中后期的天气形势。



    台风是一种强大而危险的气象现象,它是自然界中最具威力的风系统之一,其独特的形成和发展过程,会给过境地区带来风暴潮、暴雨和强风,以及一些次生灾害,如滑坡、泥石流等,往往会给我国带来很大的生命财产损失。那么今天,我们就一起来了解台风的形成,以及现代科技如何监测台风,守护我们的安全。

01台风的形成

    台风是一种强烈的热带气旋,通常在海洋上形成。据统计,登陆我国的台风每年平均7个左右,通常发生在5-10月,是东部沿海地区最常见的自然灾害之一。因此了解台风相关的知识是十分必要的,那台风是如何形成的呢?

    我们知道,越靠近赤道越容易受到太阳直射,因此在热带海洋上,当海水受太阳直射后温度达到26.5℃或更高时,海面上的水蒸汽就会开始上升。同时周围较冷的空气流入补充,然后再受热膨胀上升,如此循环使整个气柱都变成温度较高,密度较小,质量较轻的空气,这就形成了热带低压区。而空气一般是从高压流向低压,因此,热带低压周围相对高压的空气就会源源不断的流向低压,从而形成了风。由于地球自转存在的地转偏向力会让四周的风逐渐形成一个旋转的气旋系统。

    台风的形成还和气压带风带的移动有关。北半球夏季时,南半球的东南信风会跃过赤道变成北半球的西南季风与东北信风相遇,原本的气旋在两个信风的加持下,旋转越来越快,风速越来越大,当风速达到每秒17.2米时,台风就形成了。



02如何精准把脉台风动向?

    了解了台风的形成原理,这种看不见摸不着并且威力十足、破环力极大的风,到底该如何监测呢? 

    古代时人们只能利用地面观测到的天气现象来预测台风。近现代,随着观测技术的提高,相关的专业人员可以通过释放探空气球来获取台风局部区域的温度场、湿度场、风场等信息。近年来,随着卫星遥感、雷达探测等技术的发展,监测预报台风的手段也逐渐增多。当有台风在海洋上生成时,气象部门借助观测气象站,再加上雷达、卫星等遥感探测手段,建立起“海陆空”三维观测体系,从而更加直观地监测到各种气象数据,把握台风的发展与变化。

    气象卫星通过自身携带的微波湿度计、红外高光谱大气探测仪等可以及时地接收到台风中云、雨反射或发射出的电磁波,根据得到的接收波的不同特征,经过遥感技术处理就能推演出台风轮廓和形态,对台风的位置、大小、强度、移动方向进行准确高效的监测。

图片来源:中国气象台,风云二号卫星


    天气雷达属于主动式微波大气遥感设备,它可以根据发出的无线电脉冲被台风云雨滴反射回来的强度来探测台风的内部结构、降水强度和风速变化等信息,可以实现近地面气象监测和预警。

    在海洋卫星方面,海洋二号B星、C星、D星组网具备全天时、全天候、高精度的海面风场、海面高度、有效波高、海面温度等海洋动力环境数据监测的能力,能够准确监测台风、海浪,一级风都能有效捕捉。

图片来源:国家卫星海洋应用中心,海洋二号卫星


    随着台风逐渐靠近陆地,观测手段也不断丰富起来。海上气象站可以使用浮标、孔径雷达等设备提供海洋上实时的气象数据。地面气象站可以记录台风登陆时间,提供台风登陆时地面的气压、温度、湿度、风速等参数,对预测台风路径有关键作用。

    由“海陆空”观测体系获得的气象数据类型繁杂、规模庞大,因此现行的主流台风预测方式是使用超级计算机,通过“解方程”的手段,结合各地的地形、天气等因素反复进行动态模拟,解出未来不同时间点的“风眼位置”,连点成线,就形成了我们经常看到的台风路径预测图。根据台风路径预测图,各个处在台风影响范围或活动轨迹的地区就可以提前采取防台风措施。


图片来源:中国气象台



    台风具有突发性强、破坏力大的特点,是世界上最严重的自然灾害之一。即使是科技发达的今天,虽然我们能对台风的动向进行提前预测和分析,但是并不能避免其带来的各种破坏。因此我们一定要对自然怀有敬畏之心,学会适度的风险预防和应急准备,通过提前规划和采取应对措施来减少台风的影响。

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编辑丨 万夏凡 耿 田

审核丨 孙 悦 张 雯

来源:印象上海公众号(点击文末“阅读原文”



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