北半球台风生消过程的力学分析

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1、北半球台风生消过程的力学分析梁玉娟譴题麵李嘉尧河池学院物理与机电工程学院摘要：台风灾害是我国沿海地区重大自然灾害之一，它多发生于夏秋季节，具有突发性强、破坏力大的特点。以2017年第13号台风“天鸽”为例，运用科里奥利力、角动量守恒、伯努利方程等力学知识对其产生、移动及消失进行力学分析，阐明北半球台风生消过程的一般规律及其带来的严重灾害。关键词：热带气旋;台风“天鸽”；气压梯度力;科里奥利力;角动量守恒;怕努利方作者简介：梁玉娟(1968-),女，广西罗城人，河池学院物理与机电工程学院教授，主要研宄方向：交通流理论，物理教学与研宄。收稿日期：2017-09-04基金：

2、广西教育教学改革工程基金A类资助项0(2017JGA280)MechanicalAnalysisoftheProcessofTropicalCyclogenesisandTropicalCycloysisintheNorthernHemisphereLIANGYujuanLONGYinLUODianHUANGPengLIJiayaoSchoolofPhysics&ElectronicsEngineering，HechiUniversity:Abstract：Typhoonhazardisoneoftheworstnaturaldisastersincoastalreg

3、ions.Itoftenoccursinhotsummer,havingthecharacteristicsofstrongsuddenandgreatdamage.Takingno.13in2017typhoonHatoasanexample,theauthorsanalyzethemechanicsprincipleofitsformation,movementanddissipationbyusingmechanicsknowledge,suchasCoriolisforce,conservationofangularmomentum,Bernoulliequa

4、tiontoexpoundthegeneralrulesoftheprocessoftropicalcyclogenesisandtropicalcycloysisintheNorthernHemisphereandtheseriousdisasterthatitbrings.Keyword：tropicalcyclone;typhoonHato;pressuregradientforce;Coriolisforce;conservationofangularmomentum;Bernoulliequation;Received：2017-09-040引言每年8、9/

5、1份，我国东南沿海一带经常会刮起破坏性很强的大风，并伴随着强降雨，大树拦腰折断，刮倒房屋，公路塌方导致交通中断，大面积停水停电，这种灾害性天气称之为台风。它是发生在热带或副热带海洋面上急速旋转的低压气旋，由于存在气压差，在气压梯度力的作用下不断加强并移动，然后登上陆地，台风结构遭到破坏，气压梯度力减弱，台风减弱，最后消失。由于台风在形成过程中就开始积蓄和孕育着巨大的能量，所以登陆后释放内部聚积的巨大能量，对陆地造成毁灭性的破坏，破坏力主要由强风、暴雨和风暴潮三个因素引起。具体体现如卜[1-2]:(1)台风是一个巨大的能量库，其风速一般都在17m/s(61.2km/h)

6、以上，甚至在60m/S(216km/h)以上，台风快速移动，风速越大风力就越大。据测，当风力达到12级时(平均风速大于32.7m/s，即117.72km/h,而我国高速公路最高时速为120km/h)，垂直于风向平面上每平方米风压可达230kgf。这里风压是指当风以一定的速度向前运动遇到阻塞吋将对阻塞物产生的压力，那么，强台风、超强台风掀翻万吨巨轮成为可能。(1)台风登陆以后，由于台风的强风和低气压的作用，使海水向海岸方向强力堆积，潮位猛涨，水浪排山倒海般向海岸压去。强台风的风暴潮能使沿海水位上升rem,导致潮水漫溢，海堤溃决，冲毁陆地建筑物及重要设施，淹没城镇和农田，

7、造成大量人员伤亡和财产损失。风暴潮还会造成海岸侵蚀，海水倒灌造成土地盐溃化等灾害。(2)台风是非常强的降雨系统，一次台风登陆，降雨中心一天之中可降下100〜300mm的大暴雨，甚至可达500〜800mm。台风暴雨强度大，洪水出现频率高，波及范围广，来势凶猛，破坏性极大，暴雨造成的洪涝灾害，是最具危险性的灾害。台风发生最频繁最强烈的区域是西北太平洋，而我国则是西太平洋沿岸受台风影响最严重的国家之一。关于热带气旋的研究多数是从气象学角度、数值试验角度展开研究［3-6］,以下以2017年第13号台风“天鸽”为例，对北半球台风的生消过程及其带来严重灾害进行力