控制降水大气中摩擦耗散的关键物理参数
大气与海洋物理
2014-04-04 v2 流体动力学
摘要
降水产生了小尺度湍流气流，其能量最终耗散为热能。先前估计该过程的功率在热带地区约为 2-4 W m-2，这一数值在量级上与全球环流的动力功率相当。在此我们提出，先前的功率估计值大约是真实数值的两倍。我们的结果反映了对平均降水路径长度 Hp 的修正评估。我们研究了 Hp 对表面温度、相对湿度、温度递减率以及上升气流中凝结度的依赖关系。我们发现，凝结度（定义为凝结区内饱和水汽混合比的相对变化）是决定 Hp 的主要因素。我们从理论上估计，热带地区与总降水相关的平均大尺度摩擦耗散率介于 1 至 2 W m-2 之间，并表明我们的估计得到了经验证据的支持。我们表明，在地球条件下，摩擦耗散构成了凝结诱导大气环流动力功率的一小部分，而后者的估计值至少要大 2.5 倍。然而，由于 Hp 随表面温度 Ts 升高而增加，在湿润绝热大气中当 Ts >~320 K 时，摩擦耗散率将超过凝结诱导动力学的耗散率，从而阻断主要环流。
引用
@article{arxiv.1208.3734,
title = {The key physical parameters governing frictional dissipation in a precipitating atmosphere},
author = {Anastassia M. Makarieva and Victor G. Gorshkov and Andrei V. Nefiodov and Douglas Sheil and Antonio Nobre and Peter Bunyard and Bai-Lian Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:1208.3734},
year = {2014}
}
备注
12 pp, 2 figures