美国中部大平原强对流风暴环境垂直结构的未来变化
大气与海洋物理
2023-10-19 v1
摘要
变暖对强对流风暴潜势的影响通常用垂直积分（“整体”）环境参数的变化来解释，例如 CAPE 和 0–6 km 切变。然而，已知此类事件依赖于热力学与运动学环境的垂直结构细节，而这些细节可独立于这些整体参数发生变化。本文利用来自两个高性能气候模型的中部大平原数据，考察在固定高 CAPE 和整体切变取值范围内，变暖如何影响这些环境的完整垂直结构。温度廓线随高度相对均匀地变暖，自由对流层 lapse rate 略有减小，对流层顶在恒温下上移。边界层略变干（相对湿度 -2–4%），而自由对流层略变湿（+2–3%）。湿静力能（MSE）随高度相对均匀地增加，边界层内增幅略大。湿静力能亏缺在 4 km 海拔以上略有增加。最低 1.5 km 内的风切变和风暴相对螺旋度因 hodograph 曲率增强而增加。尽管与 ERA5 的偏差不同，两个模型间的变化大体一致。低层切变和 SRH 的增加表明强雷暴与龙卷潜势增加，而自由对流层 MSE 亏缺的轻微增加（夹卷增强）和边界层相对湿度的降低（更高 LCL）可能抵消这些效应。此处无法确定强对流风暴结果的净响应，但可在模拟实验中探究。
引用
@article{arxiv.2310.11631,
title = {Future changes in the vertical structure of severe convective storm environments over the U.S. central Great Plains},
author = {Isaac Davis and Funing Li and Daniel Chavas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.11631},
year = {2023}
}