在温暖的海洋上,当水汽冷凝,能量的释放启动正反馈迥圈,热带气旋得以形成。
美国国家大方研究中心(英语:NationalCenterforAtmosphericResearch)的科学家估计一个热带气旋天天释放510^13至210^14焦耳的能量,比所有人类的发电机加起来高中二年级百倍,或等于每20分钟引燃一颗1000万吨的核弹。
结构上来讲,热带气旋是一个由云、风和雷暴组成的巨型的旋转系统,它的基本能量来源是在高空水汽冷凝时汽化热的释放。所以,热带气旋可以被视为由地球的自转和引力支持的一个巨型的热力发动机,其次,热带气旋也可被看成一种特别的中尺度对流复合体(英语:MesoscaleConvectiveComplex),不断在广阔的暖湿气流来源上进步。由于当水冷凝时有一小部分释放出来的能量被转化为动能,水的冷凝是热带气旋附近高风速是什么原因。高风速和其致使的低充气压力令蒸发增加,继而使更多的水汽冷凝。大多数释放出的能量驱动上升气流,使风暴云层的高度上升,进一步加快冷凝。
飓风卡特里娜和飓风丽塔经过墨西哥湾,该区的水温降低。热带气旋因此可以获得足够的能量自给自足,这是一个正反馈的迥圈,使得只须暖湿气流和较高的水温可以保持,愈加多的能量便会被热带气旋吸收。其他原因比如空气持续地不均衡分布也会给予热带气旋能量。地球的自转使热带气旋旋转并影响其路径,这就是科里奥利力有哪些用途。综合以上叙述,使热带气旋形成的原因包含一个预先存在的天气扰动、高水温、湿润的空气和在高空中相对较低的风速。假如合适的环境持续,使热带气旋正反馈的机制藉著很多的能量吸收被启动,热带气旋就可能形成。
深层对流作为一种驱动力是热带气旋与其他气旋系统的主要分别,由于深层对流在热带气候区域中最强,所以热带气旋大多在热带区域生成。相对地,中纬度气旋的主要能量来源是大方中的已存在的水平温度梯度。假如热带气旋要保持强度,就需要留在温暖的海面上,使正反馈机制得以持续。因此,当热带气旋移入内陆,强度便会飞速减弱。
当热带气旋经过一片海洋,该处海域的表面温度会降低,从而影响热带气旋后来的进步。温度的降低主如果由于热带气旋带来的大风使海水翻滚,海底较冷的海水涌上。较凉的雨水的降低、云层的遮蔽使海洋降低吸收太阳的辐射,也是表面海水温度降低是什么原因。
总结:以上原因相辅相成,会使一大片海洋的表面温度在几天内戏剧性地降低。大西洋信风带的波动在风靡风路径上移动的辐合气流使大方变得不稳定,热带气旋因而有机会形成。