提起臺(tái)風(fēng),大部分人首先想到它的災(zāi)害性,特別是剛剛經(jīng)歷超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)杜蘇芮肆虐過(guò)后,京津冀因?yàn)檫B日暴雨導(dǎo)致的洪水至今尚未完全退去,而接力杜蘇芮的臺(tái)風(fēng)卡努目前正在距浙江外海300余公里的海面上徘徊,不免讓人神經(jīng)緊繃,東部沿海嚴(yán)陣以待,甚至希望臺(tái)風(fēng)轉(zhuǎn)向東北,而面對(duì)可能奔著日本而去的卡努,日本卻有人表示歡迎臺(tái)風(fēng)來(lái)日,這就不免讓人心生疑惑,難道臺(tái)風(fēng)光顧也會(huì)是好事兒?
裹挾著熱帶強(qiáng)大能量的氣旋
我們知道,臺(tái)風(fēng)作為一種暴烈而壯美的自然現(xiàn)象,是產(chǎn)生于熱帶洋面上的一種強(qiáng)烈熱帶氣旋。正如流水中會(huì)出現(xiàn)漩渦,大氣在熱帶海洋上面也會(huì)產(chǎn)生“漩渦”,不過(guò)這個(gè)“旋渦”在不同地方的叫法不同,比如在西太平洋和南海區(qū)域稱為臺(tái)風(fēng),在大西洋和東太平洋稱為颶風(fēng),在印度洋和孟加拉灣稱為熱帶風(fēng)暴,在澳大利亞則稱為熱帶氣旋。
美國(guó)颶風(fēng)
但不管叫什么名字,臺(tái)風(fēng)過(guò)境時(shí),沿途都會(huì)狂風(fēng)肆虐、大雨滂沱,樹(shù)木可以被連根拔起,人和車也可以被大風(fēng)掀倒,城市里還時(shí)常因暴雨傾盆而出現(xiàn)陸地“海景”,淹沒(méi)大片土地,造成巨大的破壞。而之所以威力巨大,跟臺(tái)風(fēng)的成因密不可分。
首先臺(tái)風(fēng)形成在熱帶受太陽(yáng)直射的海面上,高溫高濕的大氣環(huán)境下,由于海水蒸發(fā)形成的水汽不斷在抬升中凝結(jié),釋放大量潛熱,進(jìn)一步加快高空與近地面的對(duì)流運(yùn)動(dòng),使得海平面的氣壓快速下降,周圍的暖濕氣流不斷進(jìn)入補(bǔ)充,然后再度抬升,周而復(fù)始,影響范圍甚至可達(dá)數(shù)百至上千公里。
當(dāng)上下層空氣相對(duì)運(yùn)動(dòng)小,垂直方向風(fēng)速差異不大的情況下,再配合地球自西向東自轉(zhuǎn)形成的地轉(zhuǎn)偏向力的作用下,致使上下對(duì)流的氣流柱和地球表面產(chǎn)生摩擦,便使得氣流柱在北半球呈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),便形成了熱帶氣旋。這個(gè)在熱帶洋面上形成的低壓系統(tǒng),由于自轉(zhuǎn)速度低于地球的自轉(zhuǎn)速度,多表現(xiàn)為向西移動(dòng),所以我國(guó)是西北太平洋臺(tái)風(fēng)的主要登陸地之一。
影響中國(guó)的臺(tái)風(fēng)基本路徑可以概括為三類:西移路徑、西北移路徑和轉(zhuǎn)向路徑
臺(tái)風(fēng)形成后,通常都會(huì)移出源地并經(jīng)過(guò)發(fā)展、成熟、減弱和消亡的演變過(guò)程。一個(gè)發(fā)展成熟的臺(tái)風(fēng),氣旋半徑可以達(dá)到500公里~1000公里,高度可達(dá)15公里~20公里。整個(gè)臺(tái)風(fēng)由外圍區(qū)、云墻區(qū)(即最大風(fēng)速區(qū))和臺(tái)風(fēng)眼三部分組成,外圍區(qū)的風(fēng)速?gòu)耐庀騼?nèi)增加,有螺旋狀云帶和陣性降水。
至于云墻區(qū),這里大量的潮濕空氣強(qiáng)烈上升,形成了環(huán)繞中心的高聳積雨云墻,組成云墻的高度可達(dá)19公里,這里是臺(tái)風(fēng)風(fēng)速和降水最大的地方,所以云墻區(qū)是最容易形成災(zāi)害的狂風(fēng)暴雨區(qū)。當(dāng)云墻區(qū)的上升氣流到達(dá)高空后,由于氣壓梯度減弱,大量空氣被迫外拋,形成流出層,只有小部分空氣向內(nèi)流入臺(tái)風(fēng)中心,并下沉,造成晴朗的臺(tái)風(fēng)中心,這就是臺(tái)風(fēng)眼區(qū)。
臺(tái)風(fēng)眼區(qū)的風(fēng)速、氣壓均為最低,以氣流的垂直運(yùn)動(dòng)為主,所以天氣是無(wú)風(fēng)、少云和干暖,一切顯得風(fēng)平浪靜,與云墻區(qū)截然相反。當(dāng)然,臺(tái)風(fēng)眼的大小和形狀也會(huì)隨著臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度變化有所不同,當(dāng)弱臺(tái)風(fēng)和發(fā)展初期的臺(tái)風(fēng)時(shí),臺(tái)風(fēng)也常沒(méi)有臺(tái)風(fēng)眼。
臺(tái)風(fēng)的等級(jí)強(qiáng)度是依據(jù)其中心附近的最大風(fēng)力來(lái)確定并進(jìn)行分類的。比如超強(qiáng)臺(tái)風(fēng),其底層中心附近的最大平均風(fēng)速要大于51.0米/秒,也就是在16級(jí)以上的風(fēng)速;而強(qiáng)臺(tái)風(fēng),則是底層中心附近最大平均風(fēng)速41.5-50.9米/秒,約為14-15級(jí)風(fēng),至于臺(tái)風(fēng),其底層中心附近最大平均風(fēng)速在32.7-41.4米/秒,也就是12-13級(jí)風(fēng)。之后是強(qiáng)熱帶風(fēng)暴(最大平均風(fēng)速24.5-32.6米/秒)、熱帶風(fēng)暴(最大平均風(fēng)速17.2-24.4米/秒)、熱帶低壓(最大平均風(fēng)速10.8-17.1米/秒,風(fēng)力為6-7級(jí))。
而杜蘇芮在福建省晉江市沿海登陸時(shí),風(fēng)速達(dá)到了50米/秒,也就是15級(jí)風(fēng)的強(qiáng)度,所以達(dá)到了強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級(jí),也是有完整記錄以來(lái)登陸福建第二強(qiáng)的臺(tái)風(fēng),于是強(qiáng)大的勢(shì)力直奔內(nèi)陸,直到安徽省安慶市宿松縣境內(nèi)才減弱為熱帶低壓,隨之而來(lái)的充沛水汽在受到太行山-燕山山脈阻擋后,在京津冀降下了強(qiáng)對(duì)流式的特大暴雨,從而引發(fā)了洪澇災(zāi)害。
強(qiáng)臺(tái)風(fēng)杜蘇芮移動(dòng)路徑
日本人為何歡迎臺(tái)風(fēng)訪日?
那么既然臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)風(fēng)和暴雨都會(huì)造成巨大破壞,那面對(duì)可能奔日本而去的臺(tái)風(fēng)卡努,日本人為何卻顯得有些興奮呢?根源就在于臺(tái)風(fēng)雖然具有很強(qiáng)的破壞力,狂風(fēng)會(huì)掀翻船只、摧毀房屋及其他設(shè)備,巨浪能沖毀海堤,暴雨能引起山洪暴發(fā)。但另一方面,臺(tái)風(fēng)也有巨大的好處,甚至于地球上如果沒(méi)有臺(tái)風(fēng),人類將更加遭殃。
臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的最明顯好處就是提供了大量的淡水資源,根據(jù)科學(xué)研究數(shù)據(jù)表明,臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的降水占到了中國(guó)東部沿海、日本全年總降水的1/4以上,對(duì)改善這些地區(qū)的淡水供應(yīng)和生態(tài)環(huán)境都有十分重要的意義。這次杜蘇芮雖然給北方帶來(lái)的不小的洪澇災(zāi)害,但另一方面,也讓北方常年處于嚴(yán)重超采狀態(tài)的地下水得到一定的補(bǔ)充。
要知道這次京津冀海河流域受杜蘇芮的低壓環(huán)流和冷空氣共同影響,降水總量達(dá)400億立方,而南水北調(diào)中線工程自2014年全面通水以來(lái)才累計(jì)調(diào)水600億立方米。而且每年7月至8月份,由于雨帶北移,我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)遭受的伏旱也是要靠臺(tái)風(fēng)來(lái)澆滅高溫和干旱。
另外一個(gè)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)所攜帶的能量,相當(dāng)于400枚2000噸級(jí)的氫彈爆炸時(shí)所放出的能量。從熱帶海區(qū)誕生的臺(tái)風(fēng),將赤道的大量熱量帶到了溫帶,使得熱帶不至于過(guò)熱,寒帶不至于過(guò)冷,調(diào)劑地球熱量,維持了地球的熱平衡。而且在生物學(xué)上,臺(tái)風(fēng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中頻繁產(chǎn)生的閃電,在擊碎水分子長(zhǎng)鏈后,會(huì)形成具有活性的短鏈水分子,也增強(qiáng)沿途生物的生命活力。
當(dāng)然狂風(fēng)掀起的翻江倒海也造成了深層海水的擾動(dòng),大陸架上的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被卷上來(lái),餌料增多,吸引魚(yú)群在水面附近聚集,也提高了捕魚(yú)產(chǎn)量?;蛟S這些才是讓日本人歡迎臺(tái)風(fēng)訪日的根源。那么你可能會(huì)疑問(wèn),難道日本就不怕臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的暴雨引發(fā)城市內(nèi)澇和洪澇災(zāi)害嗎?
臺(tái)風(fēng)和暴雨洪澇襲來(lái),日本人為何淡定?
其實(shí)當(dāng)我們了解過(guò)日本的國(guó)情和城市下水道網(wǎng)絡(luò)后便會(huì)打消顧慮。這是因?yàn)橐粊?lái)日本是南北狹長(zhǎng)的島國(guó),37.78萬(wàn)平方公里的面積中,山地和丘陵占到了總面積的71%,山地呈脊?fàn)罘植荚谥醒?,將日本分割成太平洋一?cè)和日本海一側(cè),剩下的平原和低地只零散分布在河流下游和沿海一帶,比如面積最大的關(guān)東平原(也是東京所在地),僅有1.62萬(wàn)平方公里,相比我國(guó)華北平原的30萬(wàn)平方公里而言,真可謂小。
這種地形地貌之下,使得日本的海拔高差大,河流短促,即便有暴雨,也能很快排水入海。而且日本的森林覆蓋率占陸地面積的69%,是世界上森林覆蓋率最高國(guó)家之一,可以有效降低因?yàn)楸┯暝斐苫潞湍嗍鳛?zāi)害。至于關(guān)東平原,雖然集中了日本40%的人口,約5000多萬(wàn)人,但關(guān)東平原是臺(tái)地和低地相間,盡管大部在海拔100米以下,但是東京為了抵御城市洪水而興建了“江戶川工程”。
高空俯瞰東京
這處位于東京郊區(qū)地下的泄洪工程有著令人咋舌的龐大規(guī)模,從規(guī)劃到建成足足耗用了14年,這套被譽(yù)為世界上最先進(jìn)的下水道排水系統(tǒng)由地下隧道、5座巨型豎坑、調(diào)壓水槽、排水機(jī)場(chǎng)、洪水引入設(shè)施和中心操控室組成。6.3公里的長(zhǎng)度“串聯(lián)”起了東京都十八號(hào)水路、中川、倉(cāng)松川、幸松川、大落古利根川以及江戶川等幾大河流,將滔滔洪水儲(chǔ)存、運(yùn)輸和調(diào)節(jié)后,通過(guò)江戶川排入東京灣,最高每秒可泄洪200立方米。
圖為江戶川工程的核心建筑之一調(diào)壓水槽。引自國(guó)家地理
所以在日本東京,盡管也頻繁遭遇臺(tái)風(fēng)和暴雨天氣,但不管多大的瓢潑大雨落到城市里,仿佛落入了一塊巨大的海綿——街道上薄薄的一層水浸不濕褲腿,河流水位也沒(méi)有特別大的變化。原因就在于隱藏在地下的“江戶川工程”,它就像一臺(tái)巨大的抽水機(jī)將暴雨及時(shí)排出城市。
相比之下,同樣是季風(fēng)氣候下的中國(guó)東部,也頻頻與臺(tái)風(fēng)、暴雨狹路相逢,卻往往淪為“水鄉(xiāng)澤國(guó)”。這種尷尬與困頓就是因?yàn)榻?0年來(lái),盡管中國(guó)城市發(fā)展日新月異,基建速度“一日千里”,大家在競(jìng)爭(zhēng)摩天大樓的高度和規(guī)模的同時(shí),卻有意無(wú)意地忽略了城市的下水道系統(tǒng)。即下水道系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于城市的發(fā)展,或者說(shuō)中國(guó)根本沒(méi)有“下水道系統(tǒng)”只有“污水管網(wǎng)”。
所以在中國(guó)的大中小城市,常會(huì)見(jiàn)到這種場(chǎng)景:一場(chǎng)大雨后,街道上總有積水,甚至本應(yīng)該在此時(shí)承擔(dān)起排水重任的下水道,卻發(fā)揮了完全相反的作用——積水回流,從管道口噴涌而出,濺起了半米多高的污水。但世界城市發(fā)展史已經(jīng)證明,要真正躋身“世界都市”行列,除了地上的光鮮繁榮外,埋藏在地下少為人見(jiàn),卻時(shí)時(shí)刻刻為都市排憂解難的下水道系統(tǒng),才標(biāo)志著一座城市實(shí)力、潛力和包容力。
如今隨著全球氣溫變暖引發(fā)的一系列氣候異常,臺(tái)風(fēng)正變得活躍且路徑飄忽,上世紀(jì)90年代前,被稱為50年一遇的暴雨洪澇,現(xiàn)在幾乎每年都會(huì)發(fā)生,河道的疏浚、城市的下水道系統(tǒng)等問(wèn)題在面對(duì)大自然種種突如其來(lái)的暴虐時(shí),顯得格外脆弱,中國(guó)人需要更多的智慧去應(yīng)對(duì),這其中不僅僅是各種防范措施,更多的是城市建設(shè),是未雨綢繆。
上期回顧:九段線:中國(guó)的南海國(guó)界線,先人留下的一手好牌后輩不可打得稀爛
備注:本文是《山河四省合集》系列的第11章,僅為一家之言,歡迎指正轉(zhuǎn)發(fā)。另文中配圖部分引自網(wǎng)絡(luò),如有版權(quán)私聯(lián)請(qǐng)刪。