词条 | 螺旋雨带 |
释义 | 螺旋雨带是绕着热带气旋中心运动的雨云和雷暴热带气旋的结构。成熟的热带气旋都具有螺旋雨带,螺旋雨带会带来强降水。 基本介绍螺旋雨带是台风有别于温带气旋的主要特征之一。同时又与台风的主要灾害之一——暴雨紧密关联。所以螺旋雨带的形成和维持的机理以及它与台风强度和路径等的关系都是台风研究中受到关注的科学问题。因为螺旋雨带存在一些类似于重力惯性波的特征。 涡旋Rossby波台风中的螺旋云雨带(台风螺旋雨带)是由多种探测手段被观测到的现象,是为大家所共识的不争事实。但是,对它的形成、维持的理论解释,虽有多种学说,一直以来 人们都倾向于重力惯性波说。而重力惯性波说有一个致命的弱点,即波的相速理论值为101 m/s量级,它要比螺旋云雨带实测移速只有100 m/s几乎大一个量级。于是从前几年开始,人们又回到30多年前提出的涡旋-Rossby波说那里去寻找合适的解释。经典的Rossby波是β=(df/dy)作用的大尺度波动,,而适用于台风中螺旋云雨带的涡旋--Rossby波乃是f平面(β=0)上的中尺度波动。那末,对这两类尺度不同和成波机理不同的波动,何以均冠予Rossby波一词。 此文章《台风螺旋雨带——涡旋Rossby波》 从动力学等价原理上,对此作统一联系的说明:台风基本气流的涡度随径向(r)变化的梯度(d)/(dr)=(1)/(r)(?)/(?r)(rλ),在动力学上等价于科氏参数f随纬度变化的梯度即β=df/dy;或者说它们在绝对涡度守恒的前提下,作为波扰动的成波机理是等价的。 数值模拟研究螺旋雨带是台风的基本特征之一。 近年来螺旋雨带发生机理的涡旋 Rossby 波理论已得到普遍的认同,但对螺旋雨带的内部结构还没有详细的研究。 利用 MM5(V3)对2002 年 8 月给厦门带来特大暴雨的强热带风暴 Kammuri 的螺旋雨带作了数值模拟。结果表明,模拟螺旋雨带沿方位角的移速与涡旋Rossby 波的理论波速一致,并伴随着能量在径向的频散。从模式输出的高分辨率的多种物理参数数据集中分析出的螺旋雨带结构表明, 台风中的气旋式涡度、垂直运动、水平动量等都高度集中在螺旋雨带中。并进一步指出,螺旋雨带的水汽主要来自 1 km 以下,而且来自外侧的空气具有明显的对流性不稳定,它为螺旋雨带中对流的发展提供了不稳定能量。螺旋雨带内侧空气的层结是中性的,说明不稳定能量已经释。 螺旋雨带的外侧存在风速高达 30 m/s 以上的中尺度强风带,它的产生和外侧的空气向螺旋雨带流入时气压梯度力所起的加速作用有关。 |
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