干性与湿性热泡中的夹带现象

我们利用直接数值模拟（DNS）研究了中性及不稳定层结环境中干热泡的夹带，以及干中性层结环境中湿热泡的夹带。我们发现，与 Lecoanet 和 Jeevanjee \tb{[J. Atmos. Sci. 76(12), 3785-3801, (2019)]} 的结果一致，对于雷诺数 $Re \lesssim 10^4$，湍流在中性环境中干热泡的夹带中起着次要作用。我们随后表明，当热泡的浮力因凝结加热或不稳定层结环境而增大时，净夹带率增加。这与 Morrison 等人 [J. Atmos. Sci. 78(3), 797-816, (2021)] 的发现相反。我们还表明，在这些情况下湍流的作用大于干热泡中的情况，并且显著地，凝结加热与湍流的联合作用产生了强烈的小尺度涡量，破坏了在干性和层流湿性热泡中所看到的{相干}涡环。这些发现表明，有必要在远大于混合转捩雷诺数 $Re=10^4$ 的雷诺数下进行完全分辨的模拟，以理解湍流在生长积云（由一系列相继上升和衰减的热泡组成）夹带中的作用。