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热带气旋种子涡旋的持续性取决于其结构

大气与海洋物理 2023-09-19 v1

摘要

热带气旋(TC)通常由预先存在的“种子”涡旋生成。持续性较高的种子发生热带气旋生成的可能性更大。是什么控制了种子的持续性仍不清楚。本研究提出,行星 Rossby 波阻力是影响种子持续性的关键因素。利用近期发展的涡旋对行星涡度梯度响应的理论,引入了一个由最大风速(VmaxV_{max})与最大风半径(RmaxR_{max})处 Rhines 速度之比给出的新参数,此处称为“涡旋紧致度”(CvC_v),用以刻画行星 Rossby 波阻力对涡旋的削弱作用。通过正压 β\beta 平面试验检验了涡旋紧致度与削弱率之间的关系。在理想化风廓线模型中,通过系统性地改变初始 VmaxV_{max}RmaxR_{max} 来改变涡旋的初始 CvC_v。真实世界种子涡旋的涡度分布也取自再分析资料进行试验。在理想化和真实世界试验中,削弱率都强烈依赖于涡旋的初始 CvC_v,而不对称性引入微小差异。将种子涡旋尺度加倍的试验使其削弱更快,与其他试验组一致。削弱率对初始紧致度的依赖可由一个简单理论预测,且对更紧致的涡旋更为稳健。我们的结果表明,在行星涡度梯度存在的情况下,种子的结构强烈调节其能够持续的时间。文中讨论了与地球上真实种子的联系。

关键词

引用

@article{arxiv.2309.09453,
  title  = {The persistence of a tropical cyclone seed vortex depends on its structure},
  author = {Kuan-Yu Lu and Daniel R. Chavas and Danyang Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.09453},
  year   = {2023}
}

备注

15 pages, 6 figures