热带气旋间的相互作用
热带气旋间的相互作用
龚颖恒、林静芝
2015年7月
今年踏入七月，在西北太平洋的热带气旋活动转趋活跃，卫星图上（图一）显示在南海东北部和西北太平洋共有三股热带气旋。大家可能会问：如果灿鸿继续靠近莲花，会对后者有什么影响？ 以往也曾同时出现三个热带气旋的情况，但为数不多，较近年的例子可参阅天文台教育资源文章。
图一 2015年7月6日上午八时的可见光卫星图像，显示在南海东北部的热带气旋莲花及在西北太平洋的灿鸿和浪卡。［此图像接收自日本气象厅的多用途输送卫星-2（MTSAT-2）］
早在上世纪二三十年代，藤原咲平博士（Sakuhei Fujiwhara，1884 - 1950年） 已发现当两股热带气旋互相靠近时，两股热带气旋会倾向围绕它们之间的一点，以反时针方向旋转。这现象一般称为藤原效应。有研究指出当两股热带气旋靠近至距离约一千二百公里时，相互作用便变得明显，距离越近，相互作用便越大[1]，而开始发生相互作用的分隔距离跟热带气旋的大小有关[2]。另有研究亦指出，两股热带气旋的相互作用，取决于热带气旋的强度、范围的大小，以及环境的引导气流; 而两股不同大小的热带气旋，很有可能比两股大小相当的热带气旋有较大的相互作用[3]。
当两股热带气旋互相靠近时，可以出现以下几种不同的情况:
1. 两股热带气旋跟著一个稳定的旋转轨迹移动（即藤原效应），随后释放及逃离互相的影响（图二），例如在2009年的热带气旋芭玛在菲律宾附近受到另一热带气旋茉莉的牵引，在10月5至7日的路径出现了绕圈的情况（图三、四）；
图二 热带气旋相互作用概念模型展示两股热带气旋的相互作用: 移近及捕获，接著一个稳定的旋转轨迹移动（即藤原效应），随后释放及逃离互相的影响。图解改编自Lander and Holland（1993）。
图三 2009年9至10月热带气旋芭玛及茉莉的路径图。
图四 2009年10月3日至12日的红外线卫星图像动画显示热带气旋芭玛及茉莉。（HKT为香港时间，卫星图像接收自日本气象厅的多用途输送卫星-2（MTSAT-2））
2. 其中一股热带气旋被另一热带气旋吞并，或较小的热带气旋减弱并消散，又或两者合并（图五）。这情况通常发生在其中一股热带气旋明显较大及较强的时候[4]，例如1998年的谢柏和雅历士（图六），及 2010年位于台湾海峡附近的南川被位于南海东北部的狮子山牵引，随后减弱并消散（图七、八）；
图五 热带气旋相互作用概念模型展示两股热带气旋互相影响，越走越近，并随后合并。图解改编自 Lander and Holland （1993）。
图六 1998年10月10日至13日的红外线卫星图像动画显示热带气旋谢柏和雅历士。（UTC 为世界协调时间，卫星图像接收自日本气象厅的地球同步气象卫星（GMS），动画改编自University Corporation for Atmospheric Research （UCAR））
图七 2010年8至9月热带气旋狮子山、南川及圆规的路径图。
图八 2010年8月30日至9月1日的红外线卫星图像动画显示狮子山、南川及圆规。（HKT 为香港时间，卫星图像接收自日本气象厅的多用途输送卫星-2（MTSAT-2））
3. 两股热带气旋只发生间接的相互作用，它们的移动路径主要受到其他天气尺度系统的引导气流影响[4][5]（图九）。
图九 热带气旋相互作用概念模型展示其他天气尺度系统（如副热带高压脊）为热带气旋的主要引导气流。图解改编自 Carr and Elsberry （1997）。
每当有两个或以上热带气旋发生相互作用时，它们会互相牵引、旋转、使其一减弱、吞并或逃离等，再叠加在天气尺度环境的引导气流上，它们的路径便会变得相当复杂，令到预测更为困难。现今虽然我们能掌握基本的概念模型，而电脑数值模式亦大致能处理热带气旋间相互作用的过程，但在多变数的情况下（包括热带气旋的强度、大小及相对位置的变化等），不同模式的预测亦会有所分别，对预报员仍然带来很大的挑战。无论如何，市民应密切留意天文台发出的最新热带气旋消息及天气预报。
参考资料：
[1] Brand, S., 1970: Interaction of binary tropical cyclones of the western North Pacific. J. Appl. Meteor.,9, 433–441.
[2] Introduction to Tropical Meteorology, 2nd Edition, Chapter 8: Tropical Cyclones, MetEd (2010) (https://meted.ucar.edu/), COMET Program, UCAR.
[3] Prieto, R., B. D. McNoldy, S. R. Fulton, and W. H. Schubert, 2003: A classification of binary tropical cyclone–like vortex interactions. Mon. Wea. Rev., 131, 2656–2666.
[4] Lander, M. A., and G. J. Holland, 1993: On the interaction of tropical-cyclone-scale vortices. I: Observation. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 119, 1347–1361.
[5] Carr, L.E., III, and R. L. Elsberry, 1997: Objective diagnosis of binary tropical cyclone interactions for the western North Pacific basin. Mon. Wea. Rev., 126, 1734-1740.
[1] Brand, S., 1970: Interaction of binary tropical cyclones of the western North Pacific. J. Appl. Meteor.,9, 433–441.
[2] Introduction to Tropical Meteorology, 2nd Edition, Chapter 8: Tropical Cyclones, MetEd (2010) (https://meted.ucar.edu/), COMET Program, UCAR.
[3] Prieto, R., B. D. McNoldy, S. R. Fulton, and W. H. Schubert, 2003: A classification of binary tropical cyclone–like vortex interactions. Mon. Wea. Rev., 131, 2656–2666.
[4] Lander, M. A., and G. J. Holland, 1993: On the interaction of tropical-cyclone-scale vortices. I: Observation. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 119, 1347–1361.
[5] Carr, L.E., III, and R. L. Elsberry, 1997: Objective diagnosis of binary tropical cyclone interactions for the western North Pacific basin. Mon. Wea. Rev., 126, 1734-1740.