不可能还是不可能?飓风穿过赤道

Question

目前已知的飓风从未穿过赤道。飓风需要科里奥利力才能形成，通常在距离赤道至少5°的地方形成，因为那里的科里奥利力为零。

是地球和热带系统的物理特性使得飓风在形成后不可能穿过赤道，还是阻力如此之大，以至于穿越赤道的飓风是极其罕见的事件，我们可能在1000多年后都不会看到?

Answer 1

不可能的。

众所周知，形成飓风需要科里奥利力，而5这个数字^oN/S作为形成的最小值被广泛宣传。你也可以在印度附近找到热带风暴形成的记录，向南最远可达1.4^oN。

然而，穿越赤道的问题不是飓风形成的问题，而是飓风运动的问题。由于科里奥利，最初与赤道平行移动的飓风将开始获得向极地运动的成分，从而使其远离赤道。但是，由于这是由于科里奥利，如果你能让风暴足够接近赤道，这种影响就不会那么强烈。这将是一个不可能的轨道，但我不愿意称之为不可能。我们的卫星还没有那么长时间，我们只能说，自从我们观察以来，这种情况还没有发生过。

如果一场风暴穿过赤道，它会怎样?一开始什么都没有，但当它进一步向另一个半球移动时，科里奥利将与风暴作对，它会旋转下降，变得混乱，不再是飓风，很可能变成一个残留的低气压。

热带扰动有穿越赤道。2008年6月27日发生在大西洋盆地(从南到北)的一个这样的扰动保持了顺时针运动一段时间:

Answer 2

科里奥利效应是热带气旋形成的必要条件，但不是维持的必要条件。

一旦形成一个完全具有飓风强度的热带气旋，在压力梯度和离心力之间，风的平衡是循环的，相比之下，科里奥利效应可以忽略不计。

如果热带气旋较小但强度大，情况尤其如此。因此，一个完全具有飓风强度的热带气旋如果穿过赤道，就不会遇到任何困难。

它的环流在穿越赤道之前被划分为正压环流，在穿越赤道之后被划分为反压环流。因此，具有飓风强度的成熟热带气旋在穿越赤道时，不会因反向科里奥利效应而减弱(尽管它可能会因其他原因而减弱或增强)。

反压旋风完全符合运动规律。除了最小的尺度，如尘暴或漩涡，它很难启动，但一旦启动，它可以是稳定的。

穿越赤道的热带气旋可能是天气尺度高压气旋的唯一启动途径。如果一个热带气旋，特别是一个较大的热带气旋，穿过赤道，并在相反的半球达到相当高的纬度，例如在外热带或中纬度较低的地区，则适用梯度风近似，而不是回旋风近似。

但反压梯度风仍然是稳定的气流。例如，参见James R. Holton和Gregory J. Hakim，《动态气象学第五版》第3.2.5节74-77页。

在气压梯度流动中，向外作用的科里奥利力和离心力与向内作用的压力-梯度力相平衡。

在抗压流动中，向外作用的离心力平衡了向内作用的压力梯度和科里奥利力。

因此，对于给定的压力梯度和等压线的曲率半径，反压热带气旋的离心力一定比高压热带气旋强，因此风速也一定比高压热带气旋高。

这并不意味着热带气旋穿过赤道时一定会增强。无论是压或无压，其强度由对应于海面和对流层顶温度的可用能量或火用所决定(可能扣除风切变、干空气夹带、陆地相互作用等)。

热力学第一定律和第二定律要求等压线的压力梯度和曲率半径必须与火用供应相适应，而不是相反。

根据霍尔顿和哈基姆的说法，如果反压(天气尺度)飓风的中心在对半球距离赤道只有几度，那么它很容易存在，但随着对半球纬度的增加，这变得越来越困难，因此越来越不可能。

在另一个半球的某个纬度，这是否变得绝对不可能，这可能是一个悬而未决的问题。

小规模的反压气旋(尘暴、漩涡、水龙卷和较小程度的龙卷风)可以很容易地存在于任何纬度，只要有足够的火用能产生并维持它们。

Answer 3

这是美国宇航局地球观测站网站上的一份存档评论，关于2001年12月估计100-400年一次的赤道气旋-台风瓦梅。

https://earthobservatory.nasa.gov/images/3441/a-rare-cyclone-on-the-equator