涡旋气体模型与自相似性对龙卷风生成及维持的潜在启示
动力系统
2015-01-29 v5 大气与海洋物理
流体动力学
摘要
我们利用 Chorin (1994) 提出并在 Flandoli 和 Gubinelli (2002) 中进一步发展的三维涡旋气体模型来描述龙卷风的生成和维持。我们提出，Benjamin (1962) 意义上的高能超临界涡旋（Fiedler 和 Rotunno (1986) 曾对此进行研究），在 Onsager (1949) 意义上具有负温度，在该模型中起着重要作用。我们推测，高温涡旋的形成与其形成时或倾斜至垂直方向时所继承的螺旋度，以及其与地表和边界层的相互作用有关。我们还利用自相似性的概念，为 Cai (2005)、Wurman 和 Gill (2000) 以及 Wurman 和 Alexander (2005) 提出的基于弱龙卷风和强龙卷风观测推导出的幂律提供了依据。对 Bryan 云模型 (CM1) 龙卷超级单体模拟的分析揭示了与观测研究一致的标度律。
引用
@article{arxiv.1403.0197,
title = {Possible Implications of a Vortex Gas Model and Self-Similarity for Tornadogenesis and Maintenance},
author = {Douglas P. Dokken and Kurt Scholz and Mikhail M. Shvartsman and Pavel Bělík and Corey Potvin and Brittany Dahl and Amy McGovern},
journal= {arXiv preprint arXiv:1403.0197},
year = {2015}
}
备注
28 pages, 14 figures