理想云-积云尺度运动及孤立与耦合流动的动力学

理解云形态演化的动力学过程仍具有不可解的难度。为打破这一困境，我们引入一种新的概念模型用于云尺度运动，称为非旋转升力环的运动学表示（KRoNUT）模型，其中非旋转指的是在方位角方向上不存在运动。通过该模型，我们进行一系列松弛实验，通过“关闭”与预存在云尺度循环相关的条柱项来实现。随后，我们采用时刻化简技术，生成一套称为非旋转升力环动力学（DoNUT）方程的微分方程组，这些方程描述了云循环在 various 组合强迫作用下的时间演化，其中包括湍流扩散、自输运和来自邻近云尺度流动的横向输运。DoNUT方程的解表明，所有单一KRoNUT配置要么始终位于，要么演化到特定的稳态循环。由当前KRoNUT模型所表示的云尺度运动总是向上生长，但可能因输运而变窄，或因扩散而变宽。同时，输运或扩散过程可能导致垂直速度的增强或减弱，其中短而宽的KRoNUT更可能被增强，而高而窄的KRoNUT则更可能被削弱。我们对耦合KRoNUT的研究为云的吸引或排斥行为提供了见解。耦合KRoNUT分析的重要结果包括一种交互比例度量、诱导最有意义交互的特定高度比范围，以及影响稳态KRoNUT位置和稳定性的循环参数。