颱風眼為什麼是晴天？
― 平靜的背後是「旋轉的物理」
在暴風與橫掃的豪雨持續數小時之後，風突然停了、雲散開了、天空亮了起來――進入颱風的「眼」之後，就會發生這樣的事。這不是天氣恢復正常。這是巨大渦旋般的颱風，由旋轉本身的物理所產生的一段暫時的平靜。
颱風接近的夜晚，窗戶嘎嘎作響、雨水橫著打過來持續不停――這樣的時間持續很久之後，風忽然停了、雨也停了，雲縫間甚至能看到星星或藍天。
這時很容易以為「颱風已經過去了」，但這其實可能只是進入了颱風中心的「眼」而已。一旦穿過颱風眼，反方向的暴風又會再度襲來。
為什麼在那樣猛烈肆虐的地方旁邊，會有一個安靜晴朗的區域呢？
圍繞著眼的「牆」的部分，聚集了最強的風與最高聳的雲。
在極靠近中心的地方，形成風的各種力之間的平衡發生改變，風因此變弱。會放晴，是因為空氣在那裡下沉的緣故。
颱風並不只是一團「強風的集合體」。從旋轉流體的機制來看，颱風眼的平靜，其實有明確的原因。
颱風是「旋轉空氣的渦旋」
颱風是周圍的空氣一邊吹入、一邊繞著氣壓比周圍低的中心旋轉的狀態。受地球自轉的影響（科氏力），北半球會呈逆時針方向旋轉。
越靠近中心，風就越強。這可以用花式滑冰選手收起手臂時轉速會變快的原理來說明。一般認為，從外側吹進來的空氣越靠近中心，旋轉半徑越小，速度也隨之增加。
這種「越靠近中心風越強」的氣流，在眼的外側緊鄰的「牆」達到頂點。在眼牆處，強風伴隨著空氣被猛烈往上推，形成一整排高聳的積雨雲，豪雨與暴風也集中於此。颱風中最危險的，就是這個眼牆部分。
但這種「持續增強」的氣流，會在眼牆處止步。
為什麼只有眼的中心附近風會變弱
這正是令人感到不可思議的地方。明明就在眼牆的內側，越靠近眼的中心，風勢卻反而越弱。
旋轉的空氣中，存在著指向中心的力（朝氣壓較低處的力）與維持繞圈旋轉所需的力之間的平衡。在眼牆外側，因為風強，這種平衡是在較大的數值之間成立的。
然而，在極靠近眼中心的地方，情況就不同了。一般認為，颱風眼的內部並不像外側那樣不斷有風吹入，而是吹入的氣流已經減弱，空氣以較為一體的方式緩緩旋轉。越靠近中心，這種旋轉就越平緩，據信在中心本身幾乎接近無風。
換句話說，「越靠近中心風越強」只適用到眼牆為止。以眼牆為界，之後就切換成「越靠近中心反而越平靜」的區域。
為什麼眼中是晴天
風弱與天空放晴，其實是由不同的原因連結在一起的。
在眼牆周圍，空氣被強力推向上空，在高處冷卻形成雲。而在眼的中心附近，一般認為情況正好相反，上空的空氣正緩緩下沉。
空氣一旦下沉就會被壓縮，溫度隨之上升。溫度上升後，該空氣就不容易形成雲，原本存在的雲也會蒸發消散。這就是只有眼中沒有雲、能看到藍天或星星的原因。就像天空看起來是藍色的原理一樣，不是「那裡什麼都沒有」，而是「具備了那樣的條件」，才產生了晴天。
眼中雖然安靜，有時還能看到藍天，但並不代表颱風已經離開。根據氣象廳等機構的發布，穿過颱風眼之後，與先前方向相反的暴風會再度來襲。
各種氣象解說都提醒，若把這段平靜誤認為「已經度過高峰」而外出，可能會被隨後捲土重來的風雨波及。在颱風資訊持續顯示「接近中」「通過中」期間，都應視為仍身處颱風之中，即使當下正處於眼中的平靜。
並非所有颱風都有清晰的眼
能清楚看到眼的，主要是發展成熟的颱風。而在勢力較弱或發展中的颱風，則常常眼的輪廓不明顯，雲層大致均勻地擴散開來。
此外，眼的大小與形狀，也因颱風而異。從衛星影像來看，據報告有直徑僅數十公里的，也有接近100公里的。眼越小、輪廓越清晰，往往代表勢力越強，但這只是參考指標，並非絕對成立。
可以自己驗證的實驗
- 在較大的容器（如洗臉盆）裡裝水，撒入少量茶葉或胡椒粒等會浮在水面的輕物
- 用湯匙或棒子，沿著容器邊緣朝同一方向攪動水
- 輕輕拿起棒子，持續觀察水的流動數秒到十幾秒
- 確認會出現一個浮著的物體聚集在中心附近、動作變得緩慢的區域
這與颱風的機制並不完全相同（一般認為，臉盆裡的水主要涉及與容器底部摩擦所產生的另一種流動）。不過，透過身邊的工具，就能親身體會到「旋轉流體的中心附近，會形成一個與周圍不同的平靜區域」這種感覺。
總結
颱風眼的平靜，並不是因為天氣恢復正常，而是旋轉氣流的物理現象所造成的暫時狀態。到眼牆為止，越靠近中心風越強，但在眼的中心附近，氣流的模式會轉換，風勢變弱。與此同時，那裡的空氣緩緩下沉、溫度上升，雲因此消散、天空放晴。但別忘了，穿過眼之後，反方向的暴風會再度來襲。
颱風眼不是暴風雨的終點。
而是暴風雨，正好走到一半。
颱風中心是氣壓較低的地方，這不僅影響風，也會影響海面。關於低氣壓如何推升海面的現象，高潮（暴潮）的文章有詳細說明。
另外，這個渦旋會往哪個方向移動，並非由渦旋本身決定，而是取決於周圍的大範圍氣流。至於颱風路徑為何常在日本附近轉向，可參考颱風為什麼會在日本附近突然轉向東方？一文的說明。
想知道更多 ― 用語・數值・與教科書的連結從國中理科到研究中的最新議題，皆明確標示程度
- 國中國中理科課程範圍
- 高中高中「地科基礎」「物理基礎」課程範圍
- 高中＋高中「地科」「物理」，或教科書中屬於延伸、專欄性質的內容
- 大學高中不教、屬於大學專業科目（氣象學・流體力學）的內容
- 研究連大學都尚未當作「定論」教授、研究人員仍在探討中的內容
國中用語：關於颱風的詞彙
- 氣壓：空氣對周圍施加的壓力。颱風中心的氣壓比周圍低。
- 颱風眼：位於颱風中心附近、風弱且雲少的區域。
- 眼牆：圍繞颱風眼、最高聳的積雨雲帶，伴隨最強的風雨。
- 下沉氣流：從高空向地面下沉的氣流。
高中用公式驗證：從氣壓梯度估算眼牆的風速
颱風眼牆吹的風速，可以透過「氣壓梯度（越靠近中心氣壓下降的程度）」與「維持旋轉所需的力」達成平衡這個想法，大致估算出來。
風速的平方 ＝ 半徑 × 氣壓梯度 ÷ 空氣密度
| 風速 | 單位為 m/s（公尺／秒） |
| 半徑 | 距颱風中心的距離。單位為 m |
| 氣壓梯度 | 距離每變化1m時的氣壓變化量。單位為 Pa/m |
| 空氣密度 | 地表附近約為 1.2 kg/m³ |
這是基於旋轉空氣所受的「指向中心的力」與「維持旋轉所需的力」達到平衡（稱為旋衡風平衡）這一想法所得出的簡化關係式。
據報告，發展成熟的颱風中心氣壓約為900hPa，眼牆外側（半徑約20km處）約為950hPa。用這個數值來估算眼牆處的風速。
| 氣壓差 | 950hPa − 900hPa ＝ 50hPa ＝ 5000 Pa |
| 氣壓梯度 | 5000 Pa ÷ 20000 m ＝ 0.25 Pa/m |
| 半徑 × 氣壓梯度 ÷ 密度 | 20000 × 0.25 ÷ 1.2 ≒ 4166.7 |
這個 4166.7，就是風速平方（m/s 的平方）的估算值。要從這裡求出風速，需要計算平方根（平方後等於該數的值）。4166.7的平方根約為 64.5。
| 估算出的風速 | 約 64.5 m/s |
| 換算成時速 | 64.5 × 3.6 ≒ 232.2 |
| 換算成時速為 | 約 232 km/h |
依氣象廳的分類，最大風速達54m/s以上的颱風稱為「猛烈」颱風。儘管是簡化計算，結果與實際報告的強颱風速已相當接近，位於同一數量級。
※ 實際的風也會受到地表摩擦、各颱風結構差異等本公式未納入的因素影響。這裡的計算，僅為確認機制的大致量級。
高中＋角動量守恆與絕熱增溫
越靠近中心風越強的原因，常用角動量守恆的概念來說明。旋轉的物體具有距旋轉中心的距離越短、轉速越快的性質，這與花式滑冰選手收起手臂轉速變快的現象，屬於同一套原理。
眼中空氣下沉、溫度上升的現象，稱為絕熱增溫。這是基於一團空氣在幾乎不與周圍進行熱交換的情況下，移動到氣壓較高的地方（較低處）時，會被壓縮而升溫這一性質。
大學旋衡風平衡，與眼中「類固體旋轉」的行為
本文②計算所使用的關係式，在氣象學上稱為旋衡風平衡（cyclostrophic balance），是針對旋轉半徑小、可忽略地球自轉影響（科氏力）的強渦旋所適用的近似式。實際颱風的風場，除了氣壓梯度力、離心力之外，還涉及科氏力，因此是在更一般化的「梯度風平衡」框架下處理的。
眼內部空氣的運動，與外側自由渦旋（遵循角動量守恆的區域）不同，被認為像是一個整體的固體般緩緩旋轉的區域（接近固體旋轉的行為）。這兩種旋轉方式的交界處，恰好就在眼牆的內側。
研究尚未明朗的部分
- 颱風急速增強（「急速強化」）能事先預測到什麼程度，至今仍是重大研究課題。一般認為眼的形成及其後續變化與這種急速強化有關，但詳細機制的全貌仍在解明之中。
- 有時會觀測到圍繞眼的牆呈雙重同心圓狀的「雙眼牆結構」現象。外側形成新的眼牆、逐漸削弱並取代原本眼牆的過程，何時會在哪個颱風發生，很難精確預測，相關研究仍在持續進行。
- 眼中空氣的運動，透過飛機觀測或數值模擬能還原到多細緻的程度，也存在極限。眼是颱風中相對難以觀測的部位，直接數據有限也是原因之一。
颱風眼從外表看似平靜單純，但其內部空氣的運動，以及與勢力變化之間的關係，仍有許多部分仍在研究之中。
與教科書的連結（依程度分類）
| 程度 | 科目・單元 | 對應本文段落 |
|---|---|---|
| 國中 | 理科・氣象及其變化 | 氣壓、颱風眼、眼牆的基本用語 |
| 高中 | 地科基礎・大氣運動 ／ 物理基礎・圓周運動 | 由氣壓梯度估算風速的計算 |
| 高中＋ | 地科・熱帶氣旋 ／ 物理・角動量 | 角動量守恆、絕熱增溫 |
| 大學 | 氣象學・力學氣象學 | 旋衡風平衡・梯度風平衡、眼的類固體旋轉行為 |
| 研究 | 颱風動力學・預報研究（未解決） | 急速強化的預測、雙眼牆結構、眼的觀測極限 |
- 日本氣象廳「台風の構造」「台風の階級分け」（颱風的結構、颱風的等級劃分）相關解說資料。
- Willoughby, H. E., Tropical Cyclone Eye Thermodynamics, Monthly Weather Review, 1998（關於颱風眼熱力學的研究）。
- 日本氣象廳「台風に伴う風の特性」（伴隨颱風的風之特性）相關解說（含旋衡風・梯度風平衡的概念）。
- Kossin, J. P. & Eastin, M. D., Two Distinct Regimes in the Kinematic and Thermodynamic Structure of the Hurricane Eye and Eyewall, Journal of the Atmospheric Sciences, 2001（關於颱風眼與眼牆結構的研究）。
- 日本氣象廳「二重壁雲構造・急速強化」（雙眼牆結構・急速強化）相關颱風解說資料。
※ 氣壓、半徑等數值，是作為發展成熟颱風的代表性例子所報告的參考值，實際上因颱風而有差異。
※本文為大眾科普解說。有關颱風的路徑、強度、接近時的應對行動，請務必以氣象廳、地方政府等官方機構發布的最新資訊為準。即使進入颱風眼而變得平靜，也不代表颱風已經結束。