熱帶氣旋

慣用稱呼

習慣上，不同的地區熱帶氣旋有不同的稱呼。人們稱西北太平洋及其沿岸地區（例如中國東南沿岸、香港、澳門、臺灣、朝鮮、韓國、日本、越南、菲律賓等地）的熱帶氣旋為「颱風」，而大西洋和東北太平洋及其沿岸地區的熱帶氣旋則依強度稱為熱帶性低氣壓、熱帶風暴或「颶風」。氣象學上，則只有中心風力達到每小時118公里或以上（颶風程度）的熱帶氣旋才會被冠以「颱風」或「颶風」等名字。
南半球在不引致誤會時，中間會採用「氣旋」（英語：Cyclone）一字作「熱帶氣旋」（Tropical Cyclone）的簡稱。北印度洋地區則慣用「氣旋風暴」（英語：Cyclonic Storm）及相關分級稱呼熱帶氣旋。有傳澳大利亞在1920年代或1930年代以前曾稱當地的熱帶氣旋為「韋利韋利」（Willy willy），但澳大利亞氣象局否定。按現今澳大利亞氣象局的用詞規範，「Willy willy」是指塵捲。

熱帶性低氣壓

熱帶性低氣壓（英語：Tropical Depression，縮寫T.D.）是熱帶氣旋的一種，中心持續風力達每小時41－62公里，即強風級的級別，屬於強度最弱的級別，對下一級為低壓區或熱帶擾動，對上一級為熱帶風暴，再上由弱至強分別為強烈熱帶風暴，颱風，強颱風和超強颱風。它有著有組織的雲團及雷暴雨帶，其表面循環系統頗為顯現。一個熱帶性低氣壓通常沒有風眼和缺乏強烈氣旋所呈現的緊密組織及形態。

結構

一個成熟的熱帶氣旋有以下的部分：

風眼

強烈的熱帶氣旋的環流中心是下沉氣流，將形成一個風眼。眼內的天氣通常都是平靜無風，無雲，甚至時有陽光（但海面仍可能波濤洶湧）。風眼通常都是呈圓形，直徑由2公里至370公里不等。較弱的熱帶氣旋的風眼可能被中心密集雲層區遮蔽，甚至沒有風眼結構。

地面低壓

熱帶氣旋的中心接近地面或海面部分是一個低壓區。地球海平面上所測得最低的氣壓（870hPa）是在有紀錄以來最強的熱帶氣旋颱風狄普（1979）中心所測得的。

暖心

熱帶氣旋的暖濕空氣環繞著中心旋轉上升，過程中水氣凝結釋放大量潛熱，熱能在中心附近垂直分布。熱帶氣旋內各高度（接近海面例外）的氣溫都比氣旋外為高。

中心密集雲層區

圍繞熱帶氣旋中心旋轉的密集雲層區，通常是由雷暴產生的卷雲。

風眼牆（或稱眼壁）

包圍風眼的是圓桶狀的風眼牆，風眼牆內對流非常強烈，其雲層的高度在熱帶氣旋內通常是最高的，降水的強度和風力的強度在熱帶氣旋內也是最大的。強烈的熱帶氣旋有眼壁置換週期，產生新的外眼壁替代內壁。其成因為熱帶氣旋眼壁外圍的螺旋雨帶重組，然後漸漸向內移動，竊取了眼壁的濕氣與能量。在這階段，熱帶氣旋進入了一個減弱的過程。在外圍新的眼壁完全取代舊眼壁，如果環境許可，熱帶氣旋會重新增強。透過多頻微波掃描和雷達可以清楚觀測到眼牆更新週期中的熱帶氣旋出現雙重眼壁；如果熱帶氣旋眼壁置換的過程較為明顯，更可從可見光和紅外線衛星雲圖上觀測到。

螺旋雨帶

螺旋雨帶是繞著熱帶氣旋中心運動的雨雲和雷暴。在北半球，螺旋雨帶向逆時針方向繞中心運動。螺旋雨帶會為地面帶來大風雨，而在每條雨帶之間則會較為平靜。在接近陸地的熱帶氣旋，螺旋雨帶中會形成龍捲風。擁有多條螺旋雨帶的熱帶氣旋一般較強及發展成熟；但也有一些「環狀颶風」的主要特徵是沒有螺旋雨帶。

外散環流

所有低壓系統均需要高空輻散以持續增強，熱帶氣旋的輻散從所有方向流出。因為科氏力的作用，熱帶氣旋的高空呈反氣旋式外散環流。地面或海面的風強力向內旋轉，隨著高度上昇減弱，最終改變方向。這個特點和熱帶氣旋中心的暖心結構有關，所以熱帶氣旋需要垂直風切微弱的環境維持暖心結構，才能延續輻散。

生成的動力

美國國家大氣研究中心（英語：National Center for Atmospheric Research）的科學家估計一個熱帶氣旋每天釋放5×10¹⁹至2×10²⁰焦耳的能量，比所有人類的發電機加起來高200倍，或等於每20分鐘引爆一顆1000萬噸的核彈。
結構上來說，熱帶氣旋是一個由雲、風和雷暴組成的巨型的旋轉系統，它的基本能量來源是在高空水汽冷凝時汽化熱的釋放。所以，熱帶氣旋可以被視為由地球的自轉和引力支持的一個巨型的熱力發動機，另一方面，熱帶氣旋也可被看成一種特別的中尺度對流複合體（英語：Mesoscale Convective Complex），不斷在廣闊的暖濕氣流來源上發展。因為當水冷凝時有一小部分釋放出來的能量被轉化為動能，水的冷凝是熱帶氣旋附近高風速的原因。高風速和其導致的低氣壓令蒸發增加，繼而使更多的水汽冷凝。大部分釋放出的能量驅動上升氣流，使風暴雲層的高度上升，進一步加快冷凝。
熱帶氣旋因此能夠取得足夠的能量自給自足，這是一個正回授的迴圈，使得只要暖濕氣流和較高的水溫可以維持，越來越多的能量便會被熱帶氣旋吸收。其他因素例如空氣持續地不均衡分布也會給予熱帶氣旋能量。地球的自轉使熱帶氣旋旋轉並影響其路徑，這就是科氏力的作用。綜合以上敘述，使熱帶氣旋形成的因素包括一個預先存在的天氣擾動、高水溫、濕潤的空氣和在高空中相對較低的風速。如果適合的環境持續，使熱帶氣旋正反饋的機制藉著大量的能量吸收被啟動，熱帶氣旋就可能形成。
深層對流作為一種驅動力是熱帶氣旋與其他氣旋系統的主要分別，因為深層對流在熱帶氣候地區中最強，所以熱帶氣旋大多在熱帶地區生成。相對地，中緯度氣旋的主要能量來源是大氣中的已存在的水平溫度梯度。如果熱帶氣旋要維持強度，就必須留在溫暖的海面上，使正反饋機製得以持續。因此，當熱帶氣旋移入內陸，強度便會迅速減弱。
當熱帶氣旋經過一片海洋，該處海域的表面溫度會下降，從而影響熱帶氣旋後來的發展。溫度的下降主要是因為熱帶氣旋帶來的大風使海水翻滾，海底較冷的海水湧上。較涼的雨水的下降、雲層的遮蔽使海洋減少吸收太陽的輻射，也是表面海水溫度下降的原因。以上因素相輔相成，會使一大片海洋的表面溫度在幾天內急遽下降。

由溫帶氣旋或副熱帶氣旋轉成

如果溫帶氣旋能夠成功脫離鋒面，並獲得部分熱帶氣旋的特性，可以被分類為副熱帶氣旋，例如亞熱帶風暴安德烈亞。若擁有更多熱帶氣旋的特性，更可以被分類為熱帶氣旋，例如強烈熱帶風暴桔梗。

導引氣流（駛流）

熱帶氣旋的路徑主要受大尺度的導引氣流影響，熱帶氣旋的運動被前美國國家颶風中心主管尼爾·弗蘭克博士（Dr. Neil Frank）形容為「葉子被水流帶動」。
在南北緯大約20度左右的熱帶氣旋主要被副熱帶高壓（一個長年在海洋上維持的高壓區）的導引氣流引導而向西移，這樣由東向西的氣流稱為信風。在北大西洋，熱帶氣旋會被信風從非洲西岸引導至加勒比海及北美洲，而在東北太平洋，熱帶氣旋會被信風引導到達太平洋中部直至導引氣流減弱。東風波是這區域很多熱帶氣旋的前身，而在印度洋和西太平洋，風暴的形成主要被熱帶輻合帶和季風槽的季度變化影響，相對於大西洋和東北太平洋，東風波形成熱帶氣旋的比例較小。

角動量守恆

科氏力雖然決定了氣旋旋轉的方向，但其高速旋轉的主要動力卻非科氏力，而是角動量守恆的結果：空氣從遠大於氣旋範圍的區域抽入低氣壓中心，由於旋轉半徑減小而角動量不變，因此導致氣旋旋轉時的角速度大大地增加。
熱帶氣旋雲系最明顯的運動是向著中心的，而角動量守恆原理也使外部流入的氣流，在接近低氣壓中心的時候會逐漸加速。當氣流到達中心之後會開始向上、向外流動，因此高層的雲系也會向外流出（輻散）。這是源於已經釋放濕氣的空氣在高空從熱帶氣旋的「煙囪」被排出。輻散使薄的卷雲在高空形成，並在熱帶氣旋外部旋轉，這些卷雲可能就是熱帶氣旋來臨的第一個警號。
除了熱帶氣旋本身的旋轉，角動量守恆也影響了氣旋的移動路徑。低緯度地區的地球自轉半徑較大，因此氣體流動的偏移較小；高緯度地區的地球自轉半徑較小，所以氣體流動的偏移較大。這樣的力量也是熱帶氣旋在北半球往北移動，南半球往南移動的原因之一。

與中緯度西風帶的作用

當熱帶氣旋移到較高緯度，其圍繞副高活動的路徑會被位於高緯度的低壓區所改變。當熱帶氣旋向兩極移近低壓區，會逐漸出現偏東向量，這是熱帶氣旋轉向的過程。例如一個正向西往亞洲大陸移動的颱風可能會因為中國或西伯利亞上空出現低壓區而逐漸轉向北方，繼而加速轉向東北，擦過日本的海岸。颱風轉向東北，是因為當其位於副高北緣，導引氣流是從西往東。

藤原效應

藤原效應或稱雙颱效應，是指兩個或多個距離不遠的氣旋互相影響的狀態，往往會造成熱帶氣旋移動方向或速度的改變。藤原效應常見的影響依照熱帶氣旋之間的強弱程度不同而大致分為兩種：若兩個熱帶氣旋有強弱差距，則較弱者會繞著較強者的外圍環流作旋轉移動（在北半球為逆時針旋轉，南半球則是順時針旋轉），直到兩者距離大到藤原效應消失，或到兩者合併為止。如果兩個熱帶氣旋的強弱差不多，則會以兩者連線的中心為圓心，共同繞著這個圓心旋轉，直到有其他的天氣系統影響，或其中之一減弱為止。

快速增強

美國颶風研究中心對於快速增強的定義是在24小時內，熱帶氣旋的持續最大風速增加超過30節（35英里每小時；55公里每小時）。
熱帶氣旋的快速增強需要以下幾個條件的配合：海面溫度需非常的溫暖（接近甚至超過30 °C, 86 °F），海面下相當深度的水都還要維持此溫度，以避免因為波浪造成較深處冷水的對流、風切不能太高，風切太高會破壞熱帶氣旋內部的對流及循環。在對流層上的反氣旋也需要存在，若要產生非常低的氣壓，在風眼處的空氣需要快速的上昇，上方的反氣旋有助於風眼中的空氣有效的快速上昇。

登陸

「登陸」的官方定義是風暴的中心（環流的中心，而非邊緣）越過海岸線，但在熱帶氣旋登陸前數小時，沿岸和內陸地區已會有風暴的狀況。因為熱帶氣旋風力最強的位置不在中心，即使熱帶氣旋沒有登陸，陸地上也可能感受到其最強的風力。

美國的試驗

在1940至1970年代，美國政府曾嘗試以人工的方式使熱帶氣旋減弱。這一方案由歐文·朗繆爾提出，用飛機在颱風適當部位大量播撒碘化銀等催化劑，使熱帶氣旋螺旋雲帶的水分過度冷卻，令內部眼牆崩塌而降低其強度。他說服了美國通用、美國陸軍通信兵、美國空軍和美國海軍，在1947年合作進行第一個人工影響颶風的實驗「捲雲計劃」。但結果是，受人工影響，原本正在遠離美國大陸的颶風突然轉頭向西，並在喬治亞州和南卡羅來納州登陸，釀成了巨大災禍，引起公眾強烈不滿。不過由於在1952年亦有另一氣象系統以相似路徑移動並且有證據顯示該風暴在施行人工減弱前已有路徑變動跡象，相關法律訴訟因而終止，但亦導致相關實驗暫停了十一年。1963年，美國進一步實行「狂飆計劃」。試驗人員根據「角動量守恆定律」，用飛機在颱風的不同部位撒播碘化銀、乾冰、尿素、水滴等催化劑，結果使颱風眼區擴大了6-7倍，眼區周圍風速也隨之減弱。1969年8月18日，美國對颶風黛比的試驗效果更為顯著，撒播催化劑後，最大風速由50米/秒降到35米/秒，減少了30%，但在人工減弱後，該颶風的強度很快便恢復。
為避免可能發生的意外，在及後的計劃中，計劃指引限制只能對在48小時內有10%以下機率登陸有人居住的土地的熱帶氣旋試行人工減弱，亦只能選擇位於飛機可到之處而強度又達到有較完整眼壁的熱帶氣旋來測試，因而大大減少了此後可能的實驗風暴數目。
在1970年代，由於在大西洋洋面可供試驗的風暴數量太少，美國氣象局曾考慮在其他洋區進行同類試驗，但受到政治等因素影響，相關試驗並未進行。
另外，由於觀察設備進步，人們在1960年代後期發現了人工減弱的原理事實上是經歷了眼壁置換過程，並在1980年代初期獲證實此變化會在較強的熱帶氣旋自然發生，並在同期於眼壁內發現大量冰晶，原因為風暴眼壁的上升氣流不足以如理論所指的那樣，防止水珠結冰或變成雨珠降下，計劃因此於1983年終結。

雨水

熱帶氣旋所造成的人命損失是無法估量的，但是熱帶氣旋亦為乾旱地區帶來重要的雨水。不少地區的每年雨量中的重要部分都是來自熱帶氣旋。例如東北太平洋的熱帶氣旋為乾旱的墨西哥和美國西南帶來雨水；緩解中國長江中下游地區的伏旱；日本甚至全年近半的雨量都是來自熱帶氣旋。

熱量平衡

熱帶氣旋亦是維持全球熱量和動量平衡分布的一個重要機制。熱帶氣旋把太陽投射到熱帶，轉化成海水熱量的能量，帶到中緯度及接近極地的地區。熱帶氣旋亦作為一強烈渦旋擾動，把赤道所積存的東風角動量輸送往中緯度地區的西風帶內。

減低污染

熱帶氣旋強勁的風力，可以吹散高污染地區的污染物，減輕高污染地區的污染程度。

觀測

觀測強烈的熱帶氣旋一直以來對人類都是一個很大的挑戰。因為它們主要在海洋上活動，位於陸上的氣象站大多不能夠提供實測數據，在地面的觀測一般只有當熱帶氣旋經過島嶼或沿岸地區才有可能。但就算熱帶氣旋接近氣象站，氣象站也一般只能提供風暴較外圍的實時數據，因為如果當強烈的風暴過於接近，氣象站的監測設施會被強風摧毀。
配有氣象監測設備的偵察飛機也會被派往熱帶氣旋的中心提取實測數據，在大西洋，當熱帶氣旋出現後美國政府會定時派遣偵察機作監測。這些偵察機配備直接和遙測裝置讀取讀數，還有投落送的設備，量度高空和海平面的風速、氣壓、溫度和濕度。
在2005年，一架無人駕駛的偵察機被派往監測熱帶風暴奧菲利亞。無人駕駛偵察機可飛往更低的高度監測風暴而不用擔心機師的安全。
在世界其他地區並沒有偵察機監測風暴。遠洋熱帶氣旋的路徑主要從氣象衛星拍攝，一般每半小時或四分一小時更新的可見光和紅外線衛星雲圖追蹤；強度則透過德沃夏克分析法從雲圖評估。當風暴接近沿岸地區，陸地上每分鐘更新的都卜勒雷達回波圖像便對熱帶氣旋的定位扮演重要角色。

預報中心

現時世界上共有六個區域專責氣象中心（英語：Regional Specialised Meteorological Centre，簡稱RSMC），這些組織負責追蹤所屬區域內的熱帶氣旋並發出熱帶氣旋公報和警告；另外還有五個熱帶氣旋警報中心（英語：Tropical Cyclone Warning Centre，簡稱TCWC）為較小的地區提供資訊。但區域專責氣象中心和熱帶氣旋警報中心不是唯一向大眾發布熱帶氣旋消息的機構，例如美國的聯合颱風警報中心會為除北大西洋外全球的熱帶氣旋作出發布；中國氣象局也會為位於國際換日線以西的北太平洋的熱帶氣旋作出發布；加拿大颶風中心會為影響加拿大的熱帶氣旋或熱帶氣旋的殘餘發出公報。

分級系統的限制

熱帶氣旋的分級的強弱與熱帶氣旋所造成的破壞並沒有必然關係。不同於評估地震所造成影響的麥加利地震烈度，現時對熱帶氣旋的分級只會考慮其風速。較弱的熱帶氣旋有時會比更強的熱帶氣旋造成更大的破壞，這主要取決於其他外在因素，如受影響區域的地形、熱帶氣旋帶來的總雨量等。例如2006年太平洋颱風季的強烈熱帶風暴碧利斯，儘管強度弱，但因為其範圍廣闊，在登陸中國後於內陸地區造成廣泛而持續的強降水，竟帶來244.48億元人民幣的直接經濟損失；相反，有許多遠較碧利斯強烈的熱帶氣旋因為未有登陸或在人跡罕至的地方登陸，甚至因為其覆蓋範圍或風圈小，所以沒有造成太大的破壞。

命名及編號

因為海洋上可能同時出現多個熱帶氣旋，為了減少混亂，當熱帶氣旋達到熱帶風暴的強度時，各氣象機構便會對其作出命名。熱帶氣旋會根據各個區域不同的命名表命名，這些命名表是由世界氣象組織的委員或各區負責預測熱帶氣旋的機構制訂。當熱帶氣旋被除名，新的名字會被選出作替補。

命名方法

熱帶氣旋的命名方法在各區有所不同。

北大西洋及東北太平洋

在北大西洋及東北太平洋地區，男性和女性的名字會依英文字母排列，交替作為熱帶氣旋的名字。每個風季第一個風暴名字的性別也會每年交替。六個命名表會被預先制訂，每個命名表每六年會被使用一次。在大西洋，「Q」、「U」、「X」、「Y」和「Z」不會被用作名字的起首字母；在東北太平洋，「Q」和「U」不會被用作名字的起首字母。這樣，在每個命名表中，大西洋會有21個名字，而東北太平洋則會有24個名字。當熱帶氣旋在某地區造成嚴重破壞，該地區可要求將其除名。然後受影響的地區會提出一個同性別的新的名字作替補（一般會選擇與被除名氣旋相同語言的名字）。
當一個風季內大西洋生成的熱帶風暴超過21個，或東北太平洋生成的熱帶風暴超過24個，命名表的名字會被用盡。之後生成的熱帶風暴會以希臘文字母命名。2005年大西洋颶風季首次出現這個情況。到目前為止還沒有以希臘文字母命名的熱帶氣旋造成嚴重破壞而要面臨除名，所以要如何處理這個情況仍為未知之數。

北太平洋中部

在北太平洋中部，熱帶氣旋的命名表由位於夏威夷的中太平洋颶風中心負責制訂。四份由夏威夷語名字組成的命名表正在使用。不同於大西洋及東北太平洋，北太平洋中部的風暴命名表不會每年變更。

西北太平洋及南海

在西北太平洋及南海海域（指赤道以北，國際日期變更線以西海域），熱帶氣旋的命名表由世界氣象組織颱風委員會制訂。共有五份命名表分別由14個委員國各提供兩個名字組成，名字會由所提供國家的英文國名順序使用。不同於大西洋及東北太平洋，名稱循環使用（即用完140個後名稱，回到第一個重新開始）。早在20世紀初至中期，由日本開始，已自行為區內的熱帶氣旋編配一個4位數字編號，編號首2位為年份，後2位為該年順序號。例如0312，即2003年第12號熱帶氣旋。而美國海軍則為整個太平洋內的熱帶性低氣壓編配一個兩位數字編號（後來改成兩位數字加上英文字母）。
為減少混亂，日本在1981年獲委託為每個西北太平洋及南海區域內的達到熱帶風暴強度的熱帶氣旋編配一個國際編號，但容許其他地區繼續自行給予編號。自此，在大部分國際發布中，發布機構會把國際編號放在括號內（JTWC除外）。但是，各氣象機構有時對熱帶氣旋的編號會有差別，主要是因為其對熱帶氣旋強度的評估有所不同。例如在2006年風季，中國氣象局曾對一個未被日本氣象廳命名的風暴（中國氣象局的0614）作出編號，因此在餘下的風季，前者的編號都比後者的多出一個。
當熱帶氣旋在某地區造成嚴重破壞，該地區可要求將其除名。為該熱帶氣旋起名的颱風委員會成員會再提一個名字作替補。例如中國大陸和香港會由市民作出提名，再選出若干優勝名字，提交世界氣象組織確認選擇其中一個名字。

南太平洋及東南印度洋

澳洲氣象局為澳大利亞制訂一個熱帶氣旋命名表，依英文字母順序排列，交替使用男性和女性的名字。斐濟和巴布亞紐幾內亞也會為該區提供名字。

西南印度洋

世界氣象組織西南印度洋熱帶氣旋委員會（Tropical Cyclone Committee for the South-West Indian Ocean）會為西南印度洋制訂命名表。在2005年10月在波札那哈博羅內舉行的會議，委員會為2006-07年度和2007-08年度的風季各制訂了一個命名表，由模里西斯、馬拉威、莫三比克、納米比亞、塞席爾、南非、史瓦帝尼、辛巴威、坦尚尼亞、波札那、葛摩、賴索托和馬達加斯加提供名字。當熱帶氣旋在東經55度以西達到「中度熱帶風暴」的強度，位於馬達加斯加的熱帶氣旋警告中心就會為該系統命名。當熱帶氣旋在東經55度及東經90度之間達到「中度熱帶風暴」的強度，位於模里西斯的熱帶氣旋警告中心就會為該系統命名。

北印度洋

印度地球科學部的印度氣象局新德里颱風中心命名，而在該地區的熱帶性低氣壓的編號都以A/B字母作結。
風暴名字由孟加拉、印度、馬爾地夫、緬甸、阿曼、巴基斯坦、斯里蘭卡、泰國等8個國家提供。

除名

如當前被命名的熱帶氣旋對生命或財產造成重大傷亡和損失的。國際氣象組織會討論決定，是否將其從循環名單中刪除，再由原來這個名稱的國家重新提交新的名稱，而提供名字的地區亦可自行要求更換名字。新的名字必須獲國際氣象組織該區域的委員會全體通過。

與地震的關係

十九世紀後期有調查顯示熱帶氣旋與地震有微弱關係，但同期亦有其他調查顯示氣壓昇降與地震間並沒有明確關係。。按照2009年臺灣中央研究院的研究顯示，颱風的氣壓會引發「慢地震」現象，使地層的能量逐漸釋放，避免產生大型的地震。