飓风的构造，从风眼到旋风

飓风是如何形成的？无论是凌乱的热带低气压，还是像圆锯一样在海洋上旋转的五级飓风，地球上形成的每一个热带气旋都有相同的基本结构。这些强大的风暴既脆弱又强大，大气的狂暴和脆弱的无害云团之间只有一线之隔。

原料

热带气旋（热带低气压、热带风暴和飓风的总称）的形成需要四个关键因素：现有的雷暴、暖水、潮湿的空气和微风。

这些风暴以温暖的海水释放的热能为食，因此它们通常在海面温度至少为 80°F 的地方形成。空气中还必须有足够的水分来帮助雷暴的形成。风暴周围的风必须很轻，这样它们才不会扰乱系统的形成。所有这些条件很少能完美地结合在一起。但如果它们真的结合在一起，我们就会遭遇像飓风卡特里娜或飓风伊尔玛这样的历史性风暴，它们登陆时会造成严重破坏。

火花

每一个热带气旋都是由一连串雷暴引发的。这些雷暴可能由任何因素引发，从西非海岸移动的强大扰动到恰好在海洋上空停留的冷锋尾部。

空气向上冲入雷暴会导致地面气压降低。周围的空气冲入填补空隙，并因科里奥利效应开始旋转，形成逆时针流动，形成封闭的低压系统。随着雷暴的增强，低压中心也会变得更强，将更多空气向上拉离地面。

这些新形成的风暴通常被称为热带低气压。热带低气压的风力较弱（低于 39 英里/小时），在卫星图像上看起来并不起眼。但热带低气压往往有可能发展成更强大的风暴，并且它们仍可能沿途产生大量降雨。

眼墙

如果环境有利，随着低压中心的增强和雷暴本身的威力的增强，热带低气压中的雷暴将开始围绕环流中心。这种形成也使风速变得更强。当热带气旋的风速在 39 至 73 英里/小时之间时，它会增强为热带风暴。

随着热带风暴的增强，它很快就会呈现出典型的热带风暴外观。雨带会形成并开始围绕风暴盘旋。这些雨带就像拉长的风暴线，在经过某个地区时会带来暴雨、破坏性强风和偶尔的龙卷风。随着风暴中心越来越近，雨带会变得更加强烈和频繁。

环流中心周围的强雷暴最终形成眼墙，即热带气旋的引擎。热带气旋中最强的风位于眼墙的东北部，风暴的向前运动增加了动量。

眼睛

雷暴在气旋眼壁吸入的所有空气都必须流向某个地方。高空空气的积聚形成了反气旋，即高气压中心。这种反气旋在热带气旋上方形成，就像排气管一样，有助于过滤空气并使其远离风暴。这可以帮助风暴“呼吸”，并保持其健康。反气旋还负责形成尖锐的辐条状卷云，使强飓风看起来像圆锯。

部分空气最终会下降回风暴中心，试图填补由地面强低压中心造成的巨大不平衡。这些空气在下降过程中变暖并变干，形成清晰的风眼，使得这些风暴从上方很容易辨认。风暴眼的形状和大小各不相同。有些风眼比整个岛屿还宽，而有些风眼直径只有几英里。随着风暴越来越强，其风眼变得越来越清晰。

温水如何助长风暴

热带气旋与地球上所有其他风暴的区别之一是它们以温暖的海水为食。但温暖的海水是如何变成可怕的飓风的呢？一种理论认为，飓风的强风有助于从海洋中吸收热量，形成正反馈循环。热量有助于使风暴更强，反过来，更强的风又会从温暖的海洋表面为飓风提供更多的热量。

温水通过释放潜热为飓风提供能量。最简单的可视化潜热的方法就是想象一下你在最热的夏日的感受。在户外呆了很长时间后，你的第一反应是冲向风扇。风扇吹过你汗津津的皮肤，蒸发的汗水帮助你降温。汗滴吸收皮肤表面的热量，变成水蒸气——这就是潜热。

当飓风旋转起来时，海洋表面也会发生类似的过程。WISHE 理论指出，雷暴产生的强风会搅动温暖的海洋表面并增强蒸发。蒸发的水吸收了热带海洋表面的闷热，水蒸气上升到热带气旋中心的雷暴中。

当水蒸气凝结成水滴时，潜热就会释放到大气中，而正是这一过程为雷暴提供了海洋的温暖。新变暖的空气迅速穿过风暴上升，帮助雷暴变得更强。更强的雷暴将更多的空气吸入大气，导致地表气压更低。较低的气压有助于使风变得更强。更强的风会导致更多的蒸发。这个过程一直持续到形成强大而强劲的飓风；在完美的环境中，飓风的潜在强度仅受风暴下方水温的限制。

海洋常常充满敌意

但完美的环境并不常见。如果它在较冷的水域上方旋转，风暴很快就会开始瓦解。吸入干燥空气的热带气旋将在雷暴减弱和消散时挣扎并消失。风切变，即短距离内风速或风向的变化，是许多风暴的终结；过去几年在大西洋形成的大多数风暴都在与风切变的斗争中挣扎，以至于在几天内就消失了。强风会撕碎位于风暴中心的雷暴，或者将风暴推离环流中心太远，使系统无法生存。在大多数情况下，这些因素会将任何可能的热带气旋扼杀在萌芽状态。但当然，预报员必须对那些相对罕见但可能造成灾难性的例外情况的迹象保持警惕。