藤原效應(yīng)
定義
藤原效應(yīng)(日文:藤原の効果、ふじわらのこうか;英語:Fujiwhara effect),是指兩個距離不遠的水旋渦或大氣旋渦(例如熱帶氣旋),因為渦度、質(zhì)量及相對位置的不同,而互相影響的狀態(tài)。
藤原效應(yīng)最早是由當時的日本中央氣象臺(今日本氣象廳)臺長、日本氣象學(xué)家藤原咲平在1921至31年間所進行的一系列水工實驗及研究發(fā)表,主要解釋當兩個臺風(fēng)同時形成并互相靠近時所產(chǎn)生的交互作用,因而得名。藤原咲平發(fā)現(xiàn),兩個接近的水旋渦,它們的運動軌跡會以兩者連線的中心為圓心,繞著圓心互相旋轉(zhuǎn)。而大氣旋渦亦出現(xiàn)類似情況。
簡介
所謂「藤原效應(yīng)」(Fujiwhara effects),是指當兩個熱帶氣旋的中心距離在少于1200公里內(nèi)(但出現(xiàn)藤原效應(yīng)的實際距離要視乎兩股熱帶氣旋的大小和強度)時,由于熱帶氣旋本身的渦旋流場的相互影響,使得兩個熱帶氣旋的中心路徑出現(xiàn)相互反時針方向旋轉(zhuǎn)和相互接近的趨勢(北半球的情況)。這個現(xiàn)象,是由日本氣象學(xué)家藤原博士(Sakuhei Fujiwhara 1890-1965)于1923年在水流實驗中首先觀測到的。 藤原效應(yīng)又稱藤原現(xiàn)象、雙臺效應(yīng)。
雖然藤原效應(yīng)的定義是兩股熱帶氣旋繞著共同中心旋轉(zhuǎn),但是,藤原效應(yīng)卻可以是千變?nèi)f化,并不一定是兩股熱帶氣旋繞著共同中心旋轉(zhuǎn):它可以是其中一股熱帶氣旋完全支配另一股的移動方向,或兩股熱帶氣旋互相排開,或一個跟隨一個移動,甚至它們之間不發(fā)生藤原效應(yīng)。因此,每當兩股熱帶氣旋互相靠近時,預(yù)測熱帶氣旋的路徑往往會變得十分困難。
一般而言,最常見的熱帶氣旋的相互作用可分為三類:
單向影響型:當一般較強與一般較弱的熱帶氣旋互相接近時,較強的那般熱帶氣旋會支配著較弱的熱帶氣旋的路徑,令那股較弱的熱帶氣旋繞著它作反時針方向旋轉(zhuǎn)。例如1994年的臺風(fēng)添姆(Tim)對熱帶風(fēng)暴云妮莎(Vanessa)的影響。
相互影響型:當兩股熱帶氣旋的強度相當時,那么,兩者便會互相圍繞一個共同中心旋轉(zhuǎn),直至兩者受到其它天氣系統(tǒng)影響其移動,或其中一方減弱,才會脫離互相影響的局面。例如1986年的臺風(fēng)韋恩和臺風(fēng)維娜。
合并型:比較強勁的那股熱帶氣旋可能會把小的熱帶氣旋吸收,令它成為自己環(huán)流的一部份。情況就如1999年初的瑪吉把南海的低壓區(qū)吸收一樣(但要距離夠接近,及那股弱的熱帶氣旋不受其它天氣系統(tǒng)影響其移動才行)。
藤原效應(yīng)這個名詞可謂是亞洲區(qū)域?qū)釒庑嗷プ饔锚氂械姆Q謂。在北大西洋,熱帶氣旋的相互作用則被稱為「齒輪氣旋」(pinwheel cyclone)。
至于過去影響香港的熱帶氣旋當中,間中亦有些會和其它熱帶氣旋發(fā)生藤原效應(yīng),令香港天文臺難以準確預(yù)測其路徑。就例如1986年的臺風(fēng)韋恩和1991年的臺風(fēng)納德,就使得香港天文臺為同一般熱帶氣旋三度發(fā)出熱帶氣旋警告。
分類
互相靠近型:又稱合并型,較強的熱帶氣旋(甲)和較弱的熱帶氣旋(乙)相碰后,乙就會快速減弱,被甲吸收而形成一個熱帶氣旋,而這個合并后的大熱帶氣旋可能變得更強,但有時也不會有很明顯的變化。如2000年范圍廣大的臺風(fēng)桑美,其西面的風(fēng)場環(huán)流破壞了另一氣旋寶霞的結(jié)構(gòu),令其減弱而逐漸把它吸收。
指向型:一個較弱的熱帶氣旋因另一個較強的熱帶氣旋的運動方向被而受影響。
追從型:一個熱帶氣旋首先移動,而另一個熱帶氣旋從后跟隨。如2002年臺風(fēng)鳳凰,繞完一圈后,最后受到北方高壓駛流場,跟隨風(fēng)神的步伐。
時間等待型:東邊的熱帶氣旋(甲)首先北移,待甲離開后,在西邊的熱帶氣旋(乙)亦開始北移。
同行型:兩個熱帶氣旋同時移動。
離反型:東邊的熱帶氣旋加速向東北移動,而西邊的熱帶氣旋一邊減速一邊西移。
另一說法是會依照熱帶氣旋之間的強弱程度而不同而大致分為兩種:
主導(dǎo)體牽引較弱者移動:如果兩個熱帶氣旋一個較強(甲)而另一個較弱(乙)的情況下,甲會影響乙的運動方向,而使乙繞著甲的外圍環(huán)流作逆時針旋轉(zhuǎn)移動,直到影響力減小至有效距離以外而分離,或直到兩者合并為止。以上描述是以北半球而言,若是發(fā)生在南半球的話,則是以順時針方向旋轉(zhuǎn)。
兩者互旋:如果兩個熱帶氣旋的強弱差不多,則以兩者連線的中心為圓心,共同繞著這個圓心旋轉(zhuǎn),直到有其他的天氣系統(tǒng)影響,或其中之一減弱為止。
主要例子
在2006年太平洋臺風(fēng)季時,臺風(fēng)瑪莉亞、臺風(fēng)桑美及強烈熱帶風(fēng)暴寶霞之間發(fā)生了藤原效應(yīng)。
1995年,颶風(fēng)Humberto、颶風(fēng)Iris及熱帶氣旋Jerry之間發(fā)生了藤原效應(yīng),并形成了“Parade of Storms”之局面。
在2007年太平洋臺風(fēng)季時,臺風(fēng)米娜與臺風(fēng)海貝思之間發(fā)生了藤原效應(yīng)。以下是一些曾發(fā)生藤原效應(yīng)的熱帶氣旋之例子,當中兩個臺風(fēng)發(fā)生生之藤原效應(yīng)較為普遍,且藤原效應(yīng)多在西北太平洋發(fā)生。
在大西洋方面,發(fā)生最多藤原效應(yīng)的年份是1995年。當中颶風(fēng)Humberto和颶風(fēng)Iris在當年發(fā)生了藤原效應(yīng),并互相影響其運動方向,后來熱帶風(fēng)暴Jerry亦因是次藤原效應(yīng),被颶風(fēng)Iris以互相靠近型方式拉近并影響之。1994年,熱帶氣旋Pat與熱帶氣旋Ruth發(fā)生了藤原效應(yīng),互相影響其運動方向。2004年,一熱帶氣旋被颶風(fēng)Lisa吸收之事亦是一個例子。
在東北太平洋,藤原效應(yīng)的發(fā)生次數(shù)不多。在該地發(fā)生藤原效應(yīng)的其中一個例子,是2005年9月18日熱帶風(fēng)暴Lidia被颶風(fēng)Max拉近并吸收。
藤原效應(yīng)多數(shù)出現(xiàn)于西北太平洋,主要原因是由于在西北太平洋生成的熱帶氣旋(臺風(fēng))多,且出現(xiàn)次數(shù)較頻密,同一時間可能有兩個熱帶氣旋活躍于西北太平洋,容易造就藤原效應(yīng)的發(fā)生。在東北太平洋和北大西洋(颶風(fēng))、北印度洋及南太平洋區(qū)(氣旋)偶爾會見到藤原效應(yīng)。而南大西洋因幾乎沒有熱帶氣旋生成,所以至今沒有藤原效應(yīng)在該處發(fā)生。
