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周期对流活动对涡旋生长的调制作用

大气与海洋物理 2025-11-26 v1 流体动力学

摘要

热带气旋形成的重要过程之一是形成深层暖心,这对应于barotropic气旋的生长。持续的对流活动被认为对于barotropic涡旋的生长至关重要。然而,是否存在由于日周期变化和惯性-重力波等引起的对流活动的波动分量而加速涡旋发展,仍不明确。为此,我们在以Boussinesq近似建立的f面轴对称模型中进行数值模拟。对流通过批量柱质量传递方案进行参数化。为表示受日周期调制的中尺度对流系统,在局部区域施加周期性对流质量传递。该对流导致垂直方向上的周期性热力学加热和对流动量传递(CMT)。CMT是一种不可逆作用,打破垂直速度与垂直涡旋之间的正交相位关系,在每个循环中产生残差barotropic涡旋。该barotropic涡旋由barotropic环流核心和反环流壳构成。环流核心通过垂直涡旋的垂直输运和拉伸产生;反环流壳通过径向涡旋的径向输运和倾斜产生。解析解再现了核心-壳涡旋结构的形成与生长。本研究揭示了周期对流活动对热带气旋 genesis 的潜在加速作用。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.20046,
  title  = {The modulation of vortex growth by periodic convective activity},
  author = {Hao Fu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.20046},
  year   = {2025}
}