飓风的水收支对其移动的依赖性
大气与海洋物理
2017-08-22 v2 流体动力学
摘要
尽管热带气旋及其降雨带来危险，风暴水汽的来源仍不清楚。现有研究聚焦于距气旋中心40-400公里的区域。已知该区域内的降雨不能仅由局地过程解释，而需要输入的水汽。然而，这种输入水汽的动力学似乎未知。在此，考虑距风暴中心达三千公里的区域，我们分析北大西洋飓风的降水、大气水汽和移动速度。我们的结果表明，即使在此大尺度区域上，飓风的降雨也不能由同期蒸发解释。我们转而提出，飓风在移动时消耗预先存在的大气水汽。气旋的传播速度，即其移动速度与周围空气平均流速（引导气流）之差，决定了水汽收支。飓风通过其移动可利用的水汽使得飓风在距中心约700公里处自给自足，无需从更远距离集中水汽。此类飓风留下干燥尾迹，由此降雨相比长期均值被抑制高达40%。此干燥足迹的内半径大致与飓风相对于水汽的自给自足半径重合。我们讨论卡诺效率的考量如何不限制此类耗尽预先存在水汽的开放系统的功率。我们的发现强调了大气水汽供应、凝结和降水在飓风动力学中未被完全理解的作用和重要性。
引用
@article{arxiv.1604.05119,
title = {The water budget of a hurricane as dependent on its movement},
author = {Anastassia M. Makarieva and Victor G. Gorshkov and Andrei V. Nefiodov and Alexander V. Chikunov and Douglas Sheil and Antonio D. Nobre and Bai-Lian Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.05119},
year = {2017}
}
备注
38 pages, 17 figures, 1 Table; extended analyses: available E/P ratios reviewed and explained (Table 1); rainfall and moisture distributions 3 days before and after hurricanes, propagation velocity and its relationship to radial velocity; efficiency for non-steady hurricanes; hurricane motion and rainfall asymmetries discussed