为何热带气旋总是在离赤道5纬度以外形成？

撰文：周真源     2013年12月  

热带气旋的形成，需要多个合适的环境条件配合。其中一个环境条件是合适的纬度，绝大多数的热带气旋均在离赤道纬度5度以外的地区形成，而很小机会出现在赤道附近地方。要解释此现象，首先要了解在大气中有什么类型的力对热带气旋的形成起着关键作用。它们主要有三种，首先是摩擦力、其次是气压梯度力，以及由于地球自转而产生的科里奥利力(Coriolis force)。以下介绍这三种力的特征：

1. 摩擦力：当空气粒子在移动时与周围环境中的物质(例如地面)互相磨擦时而产生的。摩擦力会使空气粒子失去动能，并导致其速度下降。
2. 气压梯度力：这是由两个地点之间存在的气压差异而产生的。空气粒子由较高气压的地区被推向较低气压的区域。当两地气压差异愈大，气流的速度则愈快。
3. 科里奥利力：地球的自转可引致移动中的空气出现方向偏移现象。简单来说，地球表面的任何地方会随着地球自转由西向东移动。当离开赤道愈远，地球表面上的一点在一天之内移动的距离会愈小，即它的移动速度愈慢。当空气在北半球向北流动时，由于惯性作用，这团空气会保持着原有由西向东的移动速度，但它所接触的地表移动速度却较慢。因此，相对地球表面来说，在北半球移动的空气会出现向右偏移的现象(见图一)。在南半球时情况则相反，即移动的空气会向左偏移(见图二)。情况就如同有一种力把气团推右(北半球)或推左(南半球)。在气象学上，此假想力被称为科里奥利力(简称科氏力)。随着纬度增加，科氏力会加大；而接近赤道，科氏力会接近零。因此，在纬度愈高的地区，由科氏力引致的气流方向偏移的现象便愈见明显。

 

我们都知道一个低压区的气压是愈往内愈低的。如果大气中只有气压梯度力和摩擦力，空气会从周围气压较高的地方直接流向低压区中心，而不会出现旋转的气流(见图三)。若加上科氏力的作用，则气流不单会从周围流向低压区中心，更会出现偏移而形成一个涡旋(见图四)，有利于热带气旋的形成。