편안한 바람에서 강력한 토네이도와 허리케인에 이르기까지 바람은 분위기에 대한 가장 직접적인 경험입니다. 바람은 지구 표면 근처에서 불러 일뿐 만 아니라 국제 비행을 할 때보고 된 머리/꼬리 바람과 같이 더 높습니다.
예를 들어, 더 높은 고도에서는 바람이 400km (250mph)보다 큰 속도 (250mph)가 낮은 열권 (약 100km 또는 60 마일 고도)에서 측정되었습니다. 사물을 원근법으로 삼기 위해, 카테고리 5 주요 허리케인 인 허리케인 Irma의 최고 풍속은 295km/h (185mph)였습니다. 바람도 가변적 일 수 있으며 공간적으로나 시간적으로 변화 할 수 있으며 바람 전단은 공간 변화를 측정하는 수량입니다. 바람 전단은 대기의 안정성과 종 수송에 중요합니다. 바람과 바람 전단을 정량화하는 것은 분위기 연구에 필수적입니다.
로켓, 레이더 및 Lidar를 사용한 바람 측정은 수직 방향의 수평 바람 전단이 상부 대기에서도 매우 클 수 있으며 Mesopause 지역 바로 위의 여름 반구의 높은 위도에서는 100-110km (100-110km) 사이의 눈에 띄는 피크가 있습니다. 피크 값은 100m/s/km (바람이 1 킬로미터 내에서 360km/h 또는 1 마일 이내에 360mph)만큼 클 수 있습니다. 낮은 대기에서, 방사선 측정은 적도 및 중간 경설에서 열대 바로 위의 바람 전단 피크를 확인했으며, 40 m/s/km 이상의 값
.메소비우스와 열대 지역에 의해 공유되는 일반적인 특징 중 하나는 두 영역 모두 정적으로 안정적이라는 것입니다. 공기 온도는 낮지 만, 열구상에서의 태양 극한 자외선 흡수와 각각의 오존에 의한 자외선 흡수에 의한 가열로 인해 공기 온도가 낮습니다. 정적 안정성은 부력 주파수로 측정됩니다. Mesopause 바로 위의 부력 빈도는 전체 지구 대기에서 가장 크며 부력 주파수는 또한 tropopause 바로 위의 최고 값을 얻습니다.
정적 안정성이 커지면 수평 바람의 수직 전단이 더 큰 값에 도달 할 수 있습니다. 수직 전단 속도는 안정적으로 층화 된 흐름에서 임의로 큰 값으로 성장할 수 없기 때문입니다. 전단이 커지면 불안정성 (전단 불안정성 또는 동적 불안정성이라고 함)이 설정되어 난기류 혼합으로 이어질 수 있으며, 이는 전단 속도를 제한합니다. 전단 불안정성의 임계 값은 정적 안정성에 비례하는 것으로 나타났습니다. 따라서, 메소비우스 및 트로 포비우스와 같은 정적 안정성이 더 강한 대기 영역은 더 큰 바람 전단을 유지할 수 있습니다.
모델링 메스 스케일 윈드 전단
그러나 큰 바람 전단을 운전하는 과정은 잘 이해되지 않으며, 이전의 글로벌 모델은 관찰 된 큰 바람 전단을 재현 할 수 없습니다. 큰 바람 전단은 대기 중력파로 인해 발생할 수 있으며, 이는 기상 시스템과 지형에 의해 흥분되어 중간 및 상부 대기로 전파 될 수 있다고 가정했습니다. 중력파는 대기의 바람, 온도 및 밀도를 교란시킬 수 있으며 공기가 매우 얇아지면 더 높은 고도에서 섭동의 크기가 매우 커질 수 있습니다.
.단순하고 처방 된 중력파를 갖춘 이상적인 2 차원 중간 규모 모델을 사용한 이전의 연구는 바람과 전단이 실제로 mesopause 지역에서 큰 값에 도달 할 수 있음을 보여주었습니다. 그러나 수평 척도는 수십에서 수천 킬로미터에 이르기 때문에 중력파는 일반적으로 더 낮은 열권으로 확장되는 대부분의 글로벌 모델에서 거의 해결되지 않거나 전혀 해결되지 않습니다 (종종 100 km보다 수평 해상도를 갖는 전체 대기 모델이라고합니다). 아마도 중력파의 열악한 표현으로 인해, 이전의 글로벌 모델은 mesopause 지역에서 관찰 된 큰 바람 전단을 재현 할 수 없었습니다.
.계산 능력과 수치 알고리즘이 향상되면서 공간 해상도가 높은 전체 대기 모델이 개발되고 있습니다. 그러한 발전 중 하나는 국립 대기 연구 센터 (NCAR)에서 개발 된 전체 대기 커뮤니티 기후 모델 (WACCM)입니다. WACCM은 지구 표면에서 ~ 145km 고도까지 연장되며, 고해상도 버전의 준-불균일 수평 해상도는 ~ 25km이고 수직 해상도는 0.1 스케일 높이 (500-700m)입니다. WACCM을 사용한 시뮬레이션은 다소 사실적인 중력파를 생성 할 수 있습니다. 최근의 연구는 시뮬레이션에서 바람 전단을 조사한 결과, 수평 바람의 수직 전단이 정적 안정성의 공간적 구조와 일치하는 중피 및 열대 및 중반 트로피 푸스 주변의 피크 값에 도달한다는 것을 발견했습니다.
.아래 의이 시뮬레이션은 동일한 모델 (고해상도가있는 WACCM)에서 나온 것입니다. 비디오의 전반부는 중력파가 일반적으로 약하고 분명하지 않은 지구 표면 근처의 바람을 보여줍니다. 후반은 중력파가 매우 활발하고 실제로 지배적 인 특징 인 하부 열권의 바람을 보여줍니다.
이 연구는 두 지역의 큰 바람 전단의 크기, 위도 의존성 및 통계를 분석 한 결과 이용 가능한 관찰과 잘 비교된다는 것을 발견했습니다. 이 연구는 또한 중력파 일 가능성이있는 더 작은 스케일 프로세스가 큰 전단에 크게 기여하며 가장 큰 전단을 생성하는 데 지배적 인 역할을 할 수 있음을 발견했습니다. 메스 소우스는 우주 환경의 조성 및 열 구조를 결정하는 열권과 메소 스피어 사이의 주요 종 (예를 들어, 원자 산소 및 산화 질소)의 교환을 제어하는 데 중요한 것으로 알려져 반면, 열대 지역은 감자권과 트로피 스 사이의 수증기 및 오존의 수송에서 주요 역할을하는 것으로 알려져 있습니다. 중력파의 의미와 운송 및 혼합에 대한 큰 바람이 탐구되고 잠재적으로 중요한 것으로 밝혀졌습니다.
이 연구, 큰 바람 전단 및 정적 안정성이 향상된 지역의 확산에 대한 영향 :Mesopause와 Tropopause는 최근 Journal of Geophysical Research :Atmosperes 에 발표되었습니다. .
