촉촉한 대류는 열대 날씨 시스템, 심한 날씨, 뇌우, 우박 및 토네이도 개발의 핵심 요소로 알려져 있습니다. 사이클론의 터보 엔진 역할을합니다. 이러한 맥락에서 떠오르는 몇 가지 질문은 다음과 같습니다. 당뇨병 현상은 대규모 지구와 행성 흐름의 역학에 어떤 영향을 미칩니 까? 증발 및 강수량의 수 문학적 사이클뿐만 아니라 잠재 열 방출의 강렬한 효과를 나타내는 이상적인 모델을 어떻게 구성 할 수 있습니까?
충분한 단순성을 유지하면서 모델에서 당뇨병 효과를 정확하게 표현하는 것은 어려운 일입니다. 미세 물리학, 고유 비선형 성 및 위상 전이를 포함한 습한 공기의 열역학의 복잡성은 가장 습한 대류의 역동적 인 영향을 촉진하기 위해 단순화되고 최소한의 매개 변수로 모델을 찾아야합니다.
.최근 몇 년간 날씨 및 기후 모델링에서 당뇨병 과정을 개선하기 위해 큰 성과를 달성했지만, 위에서 언급 한 복잡성은 물주기 모델링, 특히 장기적인 것의 일기 예보에서 문제의 기원입니다. 따라서 기후 모델이 침전과 습도의 예측에있어서 크게 분기된다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 일반 순환 모델은 대규모 대기 역학 하에서 수증기 사이클의 역할을 숨기는 물리적 과정의 풍부한 파라 메트레이션을 사용합니다. 당뇨병 과정은 본질적으로 비선형이므로 선형 안정성 분석의 기술은 습한 통합 사례에서 부적절합니다.
IMCRSW (IMCRSW) 모델 [2]의 이상화 된 개선 된 촉촉한 회전 얕은 물 (IMCRSW) 모델에 의해, 축축한 공기의 본격적인 열역학에 들어 가지 않고도 축합 및 관련 잠재 열 방출이 역학에 미치는 영향을 조사 할 수 있습니다. 이 단순화 된 모델에서는 촉촉한 대류의 가장 거친 특징 만 고려됩니다. MCRSW (Model)의 기존 버전 (MCRSW)은 이미 시놉 틱 스케일 지구와 행성 제트 및 소용돌이의 불안정성을 조사하기 위해 적용되었습니다 [3, 4, 5]. 수치 모델에서 습한 대류의 매개 변수화는 몇 가지 연구의 주제, 즉 [6, 7].
널리 퍼진 베츠 밀러 체계에서, 일단 수분이 포화 값을 초과하면, 평형 프로파일에 대한 특정 습도의 선형 이완 측면에서 잠복 열 방출 및 응축이 발생합니다. 대부분의 경우 대류에는 경계층의 수렴이 동반됩니다. 일부 얕은 물 모델에서, 대류는 수분 방정식없이 바람 수렴을 사용하여 매개 변수화되었습니다. 강수량의 편안한 파라 메트레이션을 추가하고 습한 엔탈피 보존의 도움으로 대류 플럭스와의 결합 강수량을 추가하여 모델에 촉촉한 대류를 포함시키는 간단하고 육체적으로 일관된 방법이 있습니다. 응축 된 수증기의 위상 전이를 고려하기 위해, 침전 물은 IMCRSW 모델에 도입되며 벌크 응축 및 기화를 통해 수증기와 연결됩니다. 동시에, 대류 플럭스는 촉촉한 대류의 표현에 더 많은 현실감을 추가하여 침전 가능한 물의 충돌과 관련 될 수 있습니다. 응축 된 물은 구름의 형태로 대기에 남아 있으며, 물방울이 임계 크기에 도달 할 때만 강수량이 전환됩니다.
따라서 제안 된 IMCRSW 모델은 당뇨병 과정을 포함한 동작의 역학을 연구하기위한 간단하면서도 일관된 구름 분해 및 신뢰할 수있는 도구입니다. 그것은 열대 사이클론과 같은 소용돌이의 불안정성 개발을 모델링하는 데 사용됩니다. 이 모델은 습한 환경에서 허리케인과 같은 소용돌이의 불안정성의 중요한 특징을 포착 할 수있는 것으로 나타났습니다. 이를 통해 이러한 불안정의 수명주기와 소용돌이의 강화 과정에서 촉촉한 과정의 중요성을 자세히 조사 할 수 있습니다. 더욱이, 그것은 해당 침전이있는 눈 벽 및 클라우드 밴드의 역학을 잘 나타냅니다.
이러한 결과는 개선 된 습기 전차 회전 얕은 물 모델과 허리케인과 같은 소용돌이의 불안정성에 대한 적용이라는 제목의 기사에 설명되어 있으며, 최근 Royal Meteorological Society의 Quarterly Journal에 발표되었습니다. 이 작업은 Sorbonne University (UPMC)의 Masoud Rostami와 Vladimir Zeitlin이 수행했습니다.
참조 :
- Stevens, B., Bony, S., 2013. 어떤 기후 모델이 누락됩니까? 과학 340, 1053.
- Rostami, M., &Zeitlin, V. (2018). 개선 된 촉촉한 회전 회전 얕은 물 모델과 허리케인과 같은 소용돌이의 불안정성에 대한 적용. Q. J. Roy. 만났다. Soc .. doi :https://doi.org/10.1002/qj.3292
- m. Rostami 및 V. Zeitlin,“회전하는 얕은 물 f 평면 모델에서 와류의 바로 트로픽 및 바로 클리닉 불안정에 대한 응축 및 잠재 열 방출”, 지구 물리학 및 천체 물리학 적 유체 역학, 2017, 111 (1), 131, doi :10.1080/03091929.2016.1269897. https://doi.org/10.1080/03091929.2016.1269897
- m. Rostami와 V. Zeitlin 및 A. Spiga“토성 북극 육각형의 역학적 특성”, Icarus, 2017, 297, 59-70, doi :org/10.1016/j.icarus.2017.06.006. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2017.06.006
- Masoud Rostami, Vladimir Zeitlin, Luca Montabone,“화성 폴라 소용돌이의 진화에 대한 공간적으로 불균일 한 당뇨병 효과의 역할”, Icarus, 2018, 314, 376-388, doi :10.1016/j.icarus.05.026. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2018.05.026
- Lord, S. J., Chao, W.C., Arakawa, A., 1982. 파트 IV :개별 모델”. 대기 과학 저널 39 (1), 104-113.
- Betts, A. K., Miller, M. J., 1986.“새로운 대류 조정 체계. 파트 II :게이트 웨이브, Bomex, Atex 및 Arctic Air Mass 데이터 세트를 사용한 단일 열 테스트”. 왕립 기상 학회의 분기 별 저널 112 (473), 693-709.
