热带降水簇作为粗糙水汽地形上的岛屿
大气与海洋物理
2022-02-16 v1 地球物理
摘要
热带降水簇在面积和体积（积分降水量）上表现出幂律频率分布，这意味着热带对流组织缺乏特征尺度。然而，目前仍不清楚是什么导致了这些幂律分布，以及面积和体积的幂律指数之间是如何相互关联的。在这里，我们探讨了将降水簇视为粗糙柱水汽（CWV）地形上对流阈值之上的岛屿这一视角。降水簇与 CWV 岛屿在频率分布及分形维度上的一致性支持了这一视角。通过 CWV 地形在不同阈值下的 CWV 岛屿存在幂律分布，这表明幂律的存在并非特定于局部降水动力学，而是 CWV 岛屿的一般特征。此外，当将 CWV 场建模为具有 0.3 粗糙度指数的自仿射场时，可以重现降水簇的频率分布和分形维度。自仿射标度理论将降水簇的统计特性与粗糙度指数联系起来；它还在不涉及粗糙度指数的情况下将面积和体积的幂律斜率联系起来。因此，将降水簇视为 CWV 岛屿的视角为考虑降水簇的许多统计特性提供了一个有用的框架，特别是考虑到 CWV 在热带地区的广泛长度尺度范围内得到了良好的观测。然而，在对流阈值下 CWV 岛屿的统计特性意味着比从整体 CWV 场的功率谱推断出的粗糙度更小，需要进一步的工作来理解 CWV 场的标度。
引用
@article{arxiv.2108.04457,
title = {Tropical precipitation clusters as islands on a rough water-vapor topography},
author = {Ziwei Li and Paul A. O'Gorman and Daniel H. Rothman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.04457},
year = {2022}
}
备注
22 pages, 9 figures