Kasırga dinamikleri ve bulut mikrofiziği - Hurricane dynamics and cloud microphysics

Tropikal konvektif bulutlar, Dünya'nın iklim sistemi. Konveksiyon ve salınım gizli ısı enerjiyi yüzeyden aşağıya üst atmosfer. Bulutların daha yüksek Albedo altta yatan okyanustan daha fazla gelen Güneş radyasyonu uzaya geri yansıtılacak. Zirvelerinden beri tropikal sistemler Dünya yüzeyinden çok daha soğuktur, yüksek konvektif bulutların varlığı iklim sistemini soğutur.

Tropik kuşakta en çok tanınan bulut sistemi, kasırga. Tropikal hava sistemlerinin önemli iklimsel etkilerine ek olarak, kasırgalar büyük ölüm ve yıkıma neden olacak kadar enerjiye sahiptir. Bu nedenle, doğru tahminleri son derece önemlidir.

Bulut mikrofiziği bulutların yapısını ve özelliklerini tanımlayın mikroskobik ölçek.

Arka fon

Tropikal Yağış Ölçüm Görevi (TRMM), nicel tahminler sağlamak için 1997'de başlatıldı. yağış tüm tropiklerde. Uydu kullanır uzaktan Algılama sensörde kaydedilen parlaklığı yağış değerlerine dönüştürme teknikleri. Ölçümleri sınırlandırmak için kullanılan en önemli değişken, ölçümlerin özellikleridir. hidrometörler.[1] Kasırgalar karışık fazlı bulutlardır, yani hem sıvı hem de katı su (buz) bulutta mevcuttur. Tipik olarak, sıvı su, suyun altındaki rakımlarda hakimdir. dondurucu Sıcaklığın -40 ° C'den daha soğuk olduğu rakımlarda düz ve katı su. 0 ° C ile -40 ° C arasında su her iki fazda aynı anda bulunabilir. Faza ek olarak, katı su hidrometörleri, içinde hesaba katılması gereken farklı şekil ve tiplere sahip olabilir. ışıma aktarımı hesaplamalar.

1999 sonbaharında, TRMM-Büyük Ölçekli Biyosfer-Atmosfer Deneyi Amazonia (LBA) saha deneyi, kıtasal ve okyanus tropikal bulutlarını örnekledi. Brezilya. TRMM-LBA'nın amacı, bulut çözümleme modellerinde yağış miktarını doğrulamaktı. Tropikal bulutlarda bulut mikrofiziğine ilişkin burada tartışılacak olan birkaç yerinde gözlem yapılmıştır.

Bulut mikrofiziği, fiziksel süreçler büyümesini, çürümesini ve düşüşünü tanımlayan çökelme partikülleri. Modeller açısından, bulut mikrofiziği, modelin ızgara ölçeğinden daha küçük bir ölçekte oluşur ve parametrelendirilmesi gerekir.[2]

Kasırga izi tahminleri son yıllarda daha iyi hale geliyor. Örneğine bakarken Hurricane Rita tahmini Ulusal Kasırga Merkezi Karadan 36 saat önce, önceki tahminden 130 km'den fazla kayarak gereksiz yere tahliye. Alt şebeke ölçeği seçiminin yapıldığını gösteren araştırmalar yapılmıştır. parametrelendirme planlar kasırga yoğunluğunu, parkuru, hızı ve yağış oranlarını etkileyebilir. Mikrofiziksel varsayımlar, doğrudan veya dolaylı olarak fırtına yapısını değiştirebilir, bu da kasırga yolunda toplumsal sonuçlar doğurabilecek küçük değişikliklere neden olabilir.[3]

Hidrometeor oluşumu ve şekilleri

Sıvı su damlalarının şekli genellikle küresel etkileri yüzünden yüzey gerilimi. Damlanın boyutuna bağlı olarak sürtünme Düşen bir damlayı geçerek akan havanın miktarı, damlanın altını sıkıştırabilir, böylece hafifçe küresel değildir. Bununla birlikte, katı buz genellikle güzel küresel şekillere dönüşmez. Buz kristallerinin oluşma tercihleri ​​vardır altıgen biriktirme yoluyla yapılar, ancak kenarlarda veya kümeleşmede tuhaf şekiller oluşturabilir. Graupel.

Buz parçacıklarının şekli çoğunlukla sıcaklığa ve aşırı doygunluk form nerede. Süperdoygunluk, çoğunlukla ürünün hızına bağlıdır. havanın yükselmesi bölgeler. Yüksek yukarı yönlü hareket bölgelerinde, daha fazla hidrometeör oluşur. Graupel, çoğunlukla zayıf yukarı çekiş bölgelerinde bulunur. Parçacık boyutu, irtifa arttıkça azalma eğilimi gösterir çünkü daha düşük irtifalarda daha büyük parçacıklar, daha küçük parçacıklarla çarpışır ve bir araya gelir.[1] Güncellemeler bulut mikrofiziği için önemli olduğundan, konveksiyon parametrelendirme şemalarının nasıl etkileyebileceğini düşünmek de gereklidir. mikrofizik.

Partikül boyutu dağılımının parametreleştirmesindeki küçük hatalar, terminal hız. Parçacıkların bileşimi, boyutu ve sayı konsantrasyonu, katman biçimi ve konvektif bölgeler. Gözlemlerden elde edilen parçacık düşme hızı tropikal siklonlar orta enlem sistemlerinden türetilenlerden önemli ölçüde farklılık gösterir.[4]

Kasırgaları yıkıcı olmayacak şekilde değiştirmenin fizibilitesine ilişkin birçok çalışma yapılmıştır. Rosenfeld vd. (2007) olası modifikasyonu inceledi Katrina Kasırgası (2005). Simüle ettiler tohumlama Kasırganın dış bölgelerindeki tüm ılık yağmur oluşumunu bastırarak kasırganın önünü keser. Simülasyonlarında, tohumlanan kasırganın başlangıçta tohumlama bölgesindeki yüzey rüzgarlarını zayıflattığını bildirdiler. Kasırganın gözü sonunda daraldı ve güçlendi, ancak toplam rüzgar alanının ortalaması daha zayıftı. Bu en iyi senaryoda, tohumlamanın kasırga kuvvetli rüzgarları% 25 azalttığını bildirdiler.[5]

Rango ve Hobbs (2005) tropikal konvektif sistemlerin in situ ölçümlerini elde etti. Sıvı su içeriğinin aşağıda olduğunu buldular adyabatik değerler. Bu, yeni oluşan yukarı çekişlerde bile geçerliydi ve çarpışma-birleşme ve / veya sürükleme karıştırmanın sıvı suyun uzaklaştırılması için etkili yöntemler olduğunu düşündürdü. Etkili yarıçapın, 2-4 km'nin üzerindeki yüksekliklerde azalmaya başladığını belirttiler. bulut tabanı ılık yağmur sürecine atfediyorlar. Buz işlemleri -4 ° C ile -10 ° C arasındaki sıcaklıklarda önemli hale geldi ve iğneler, donmuş damlalar ve kılıflar dahil olmak üzere farklı şekilleri fotoğrafladılar. Büyüyen bulutlarda, partikül boyutunun genellikle jantlarla büyüdüğü kaydedildi.[6]

Tokay vd. (2008) çalıştı yağmur damlası topikal siklonlarda boyut dağılımı. Daha büyük damlaların mevcut olup olmadığına bakılmaksızın yüksek konsantrasyonlarda küçük ve orta büyüklükte damlalar buldular. Toplam damlacık sayısı 600-1000 m arasındaydı−3sıvı su içeriği yaklaşık 1 g m idi−3ve saatte yaklaşık 20 mm yağmur oranı. Damlacıkların ortalama kütle çapı ~ 1.6 mm idi ve kaydedilen maksimum çap 4.11 mm idi. Sonuçlar, tropikal siklonlardan alınan önceki yağmur oranı tahminlerinin, mikrofizikteki orta enlem ve enlem arasındaki farklardan dolayı hafife alınmış olabileceğini göstermektedir. tropikal fırtınalar.[7]

Bölgedeki tropikal bulutların mikrofiziğinin yerinde ölçümleri Amazon daha güçlü yukarı yönlü çekişlerin olduğu bölgelerde daha küçük aşırı soğutulmuş zayıf yukarı yönlü hareketlere göre su damlacıkları veya buz parçacıkları. Tabakalı örs bölgelerinde, graupel halinde toplanma ana büyüme mekanizmasıydı. Yukarı yönlü hareketin hızı, yukarı yönlü bölgelerde ılık yağmur süreçlerinin, kenar oluşumunun veya kümelenmenin birincil büyüme mekanizması olup olmadığını belirler.[1]

Heymsfield vd. (2002) tropikal konveksiyonun mikrofiziğine de baktı, ancak kendilerini katman biçimli bölgelerle sınırladılar. Birçok şekil ve boyutta buz parçacıkları gözlemlediler. Özellikle, kenarlı parçacıkların konvektif bölgelerin yakınında bulunduğunu, "geçici konveksiyon" bölgelerinde küçük kürelerin bulunduğunu ve düşük sıcaklıklarda sirüs kristallerinin oluştuğunu not ettiler. Parçacık boyutu dağılımları oluşturdular ve özellikle aşağıdakilere çok iyi uyduklarını belirttiler: Gama dağılımları ve biraz daha az iyi üstel dağılımlar. Sonuçlarının orta enlem sistemlerinden elde edilen sonuçlara benzer olduğunu belirttiler.[8]

Parametrelendirme

Birkaç farklı bulut mikrofizik parametreleme şeması vardır. Planın karmaşıklığına bağlı olarak, buz fazı kategorilerinin sayısı değişebilir. Çoğu şema en az üç kategori kullanır: bulut buzu, graupel ve kar. Buzun kategorilere ayrılması gereklidir çünkü farklı buz biçimleri farklı hızlarda düşer.

Tipik olarak, mikrofizik şemaları, düşme hızı için kütle ağırlıklı bir ortalama kullanacaktır. McFarquhar ve Black (2004), farklı parametrelendirme yöntemlerinin hidrometörlerin önemli ölçüde farklı terminal hızlarıyla sonuçlandığını göstermiştir.[4]

Yoğunluk

Varlığı bulut yoğunlaşma çekirdekleri (CCN) bir bulutta oluşan bulut damlalarının sayısını etkiler; ne kadar fazla CCN varsa, o kadar fazla bulut damlası oluşacaktır. CCN konsantrasyonundaki değişiklikler ve bunlarla ilişkili bulut damla dağılımındaki değişiklikler, bir kasırga içindeki enerjiyi yeniden dağıtabilir.[5] Bu 1960'larda biliniyordu ve bilim insanlarının daha az yoğun kasırgalar üretmek için CCN eklenerek kasırgaların değiştirilebileceğini düşünmelerine yol açtı. İle tohumlayarak önerildi gümüş iyodür dışında göz duvarı aşırı soğutulmuş suyu dondurur, daha gizli ısı açığa çıkarır ve konveksiyonu artırır.[9] Bu yöntem, tropikal siklondaki aşırı soğutulmuş su eksikliği nedeniyle sonuçta başarısız oldu. Farklı bir yaklaşım, bulutları çok sayıda küçük higroskopik aerosoller. Çok sayıda CCN, daha küçük yağmur damlalarına, daha az çarpışma-birleşmeye ve dolayısıyla daha az yağmur yağmasına neden olur. Bu su donma seviyesinin üzerine taşınarak üst atmosferde ısınmaya ve daha fazla konveksiyon.

Artan CCN'nin kasırga yoğunluğu üzerindeki etkileri üzerine birkaç modelleme çalışması yapılmıştır. Rosenfeld et al.. (2007), Katrina kasırgasını simüle etmek için Hava Durumu Araştırma Modelini (WRF) kullandı ve ardından çok sayıda CCN eklemenin etkilerini yaklaşık olarak tahmin etmek için ılık yağmur süreçlerini kapattı.[5] Minimum dahil olmak üzere kontrol çalıştırmasında Katrina'nın temel özelliklerini simüle etmede başarılı olduklarını bildirdiler. merkezi basınç ve maksimum rüzgar hızları. Ilık yağmur süreçleri kaldırıldığında, bulut suyu içeriği doğal olarak artmış ve yağmur suyu içeriği azalmıştır. Ilık yağmur bastırma aynı zamanda kasırganın termodinamik yapısını da değiştirir: Kasırganın dış kenarında sıcaklıklar düşük seviyelerde düşürülür. Daha sonra, tepe rüzgarlar merkezi basınçla birlikte azaldı.[5]

Zhu ve Zhang (2006), 1998 modelini simüle etmek için orta ölçekli bir model kullandı. Kasırga Bonnie. Kontrol çalışmalarının gözlemlenen kasırgayı makul ölçüde simüle edebildiğini bildirdiler. Daha sonra mikrofizikteki değişikliklerin kasırgayı nasıl etkilediğini incelemek için bir dizi duyarlılık deneyi yaptılar.[10] Çeşitli hassasiyet çalışmaları, buz süreçlerinin etkilerine odaklandı. Tropikal siklonların yoğunluk ve çekirdek yapılarında buz fazı süreçlerine karşı büyük bir hassasiyet sergilediklerini bildirdiler. Buz süreçleri uzaklaştırıldıkça, siklonun yoğunluğu Bergeron işlemi olmadan azalır. Graupel süreçleri kaldırıldığında, fırtına zayıflar, ancak tüm buz süreçlerinin kaldırıldığı zamanki kadar değil. Ve buharlaşma kapatıldığında, fırtınanın yoğunluğu önemli ölçüde artar. Tropik siklonların çoğaltılmasında erime ve buharlaşma süreçlerinin önemli olduğu sonucuna varmışlardır.[10]

Farklı durumlar için farklı kümülüs parametreleme şemaları türetilmiştir. Betts-Miller planı (veya türevi Betts-Miller-Janjic), yerel dikey sıcaklık ve nem yapılarının gerçekçi olmasını sağlamaya çalışır. Betts-Miller (-Janjic) şeması genellikle tropikal siklonları simüle ederken kullanılır.[11] Davis ve Bosart (2002), tropikal olmayan geçişe uğrayan Hurricane Diana'yı (1984) simüle etti. Betts-Miller-Janjic kümülüs parametreleme şemasını iki şekilde kullandılar: biri orta enlem sistemleri için ayarlanmış parametrelerle, diğeri ise tropikal sistemler için. Parametrelendirme şeması orta enlem sistemleri için ayarlandığında simülasyonun daha gerçekçi bir iz ve fırtına yoğunluğu oluşturduğundan değiller. Bununla birlikte, tropikal simülasyon daha gerçekçi bir yağış alanı oluşturur.[11]

Pattnaik ve Krishnamurtil (2007) simüle edilmiştir kasırga Charley 2004'te bulut mikrofiziğinin kasırga yoğunluğu üzerindeki etkisini değerlendirmek için. Kontrol çalışmasının parkur, yoğunluk, hız ve yağış simülasyonunda başarılı olduğunu bildirdiler.[12] NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nden mikrofizik şemasını kullandılar. Bu şema beş farklı bulut suyu sınıflandırması kullanır: sıvı bulut suyu, bulut buzu, yağmur suyu, kar ve dolu / graupel. Ayrıca aşırı soğutulmuş suya izin verir. Çalışmaları, düşme hızının ve önleme parametrelerinin tropikal siklon yoğunluğunu nasıl etkileyebileceğini göstermeye çalışıyor. Yağış parçacıklarının boyut dağılımı şu şekilde parametrelendirilir:

N (D) = N0e−λDdD

burada N, belirli bir çap D ile D + dD arasındaki yağış parçacıklarının sayısıdır, N0 kesme parametresidir, λ eğim parametresidir ve D, parçacıkların çapıdır.[13] Aynı modeli ve mikrofizik şemasını kullandılar, hangilerinin en önemli olduğunu anlamak için farklı mikrofiziksel mekanizmaları kapattılar. Mikrofizik şemasında yapılan değişikliklerin kasırga yoğunluğunu önemli ölçüde etkilediğini belirtiyorlar. En yoğun kasırgalar, erimenin bastırıldığı veya buharlaşmaya izin verilmediği zamandı. Bunu, parçacıkları eritmek veya buharlaştırmak için gereken enerjinin hava sütununu ısıtmak için kullanılabileceği ve bu da konveksiyonu artırarak daha güçlü bir fırtınaya yol açacağı anlamına geliyor. Simüle edilen en zayıf fırtına sırasında, kar ve graupel parçacıklarının düşme hızı arttı. Artan serpinti oranı da buharlaşmayı artırarak konveksiyonun zayıflamasına neden oldu. Önleme parametresindeki değişiklikler küçük bir değişiklik gösterdi.[13] Bu, toplam parçacık sayısının, farklı boyuttaki parçacıklar arasındaki göreceli dağılım kadar önemli olmadığı anlamına gelir.

Temel olarak bulut mikrofiziğinin kasırga yolunu nasıl etkilediğini inceleyen bir dizi simülasyon, alt şebeke ölçeğinde türbülanslı karıştırma parametreleme şemalarının, bir kasırga simülasyonunun yoğunluğunu izinden daha fazla etkilediğini ortaya çıkardı.[3]

Izlemek

Fovell ve Su'dan (2007) Sonuçlar[3]
Üst: Hurricane Rita izlerinin WRF model simülasyonu.
Alt: NHC çoklu model topluluk tahmininin yayılması.

Esas amaç olmasa da, Rosenfeld'in iki çalışması et al.. (2007) simülasyonlarında büyük miktarlarda aerosol ilavesiyle ılık yağmurun bastırılmasının tropikal siklonun doğuya doğru yön değiştirmesine neden olacağını belirtmişlerdir.[5] Zhu ve Zhang (2006), kasırga yolunun doğuya doğru itilen çok zayıf fırtınalar dışında bulut mikrofiziksel süreçlerine duyarlı olmadığını bildirmiştir.[10] Bir dizi duyarlılık çalışmasında Pattnaik ve Krishnamurti, mikrofiziksel süreçlerin kasırga yolu üzerinde çok az etkisi olduğu sonucuna varmıştır.[13]

Davis ve Bosart (2002), diğer şeylerin yanı sıra, kümülüs parametreleştirmesinin tropikal fırtına yolu üzerindeki etkilerini değerlendirdi. Tropopozda potansiyel vortisitedeki değişikliklerin rüzgar alanında değişikliklere neden olabileceğini buldular. Spesifik olarak, farklı şemalar, farklı izlerle sonuçlanan potansiyel girdaplığı parametrelemek için farklı yöntemlere sahiptir. Betts-Miller-Janjic ve Grill şemalarının Kain-Fritsch'ten daha batıya doğru bir yol ürettiğini buldular.[11] Kain-Fritsch planı fırtınayı çok hızlı yoğunlaştırma eğilimindeydi, ancak gözlemlerle karşılaştırıldığında en iyi yolu üretti. Daha şiddetli fırtınaların simüle edilmiş izleri, daha zayıf fırtınalara kıyasla doğuya doğru gitme eğilimindedir. Davis ve Bosart ayrıca, sonuçlarının, Betts-Miller-Janjic şemasının daha iyi sonuçlara sahip olma eğiliminde olduğunu bulan kümülüs parametreleştirmeleri üzerine önceki duyarlılık çalışmalarından farklı olduğuna işaret etmektedir. Bu farkı çalışmalar arasındaki ızgara aralığı farklılıklarına bağlarlar.[11]

Bulut mikrofiziğinin kasırga yolu üzerindeki etkilerine özel olarak bakan ilk makale yayınlandı.[açıklama gerekli ] Fovell ve Su (2007).[3] Farklı mikrofiziksel parametrelendirme ve konveksiyon şemalarının kasırga yolunu nasıl değiştirdiğini görmek için Hurricane Rita (2005) simülasyonlarını ve idealleştirilmiş bir kasırga simülasyonunu kullanırlar. Kessler (K), Lin ve ark. (L) ve üç sınıf WRF tek moment (WFR3) şemaları, Kain-Fritsch (KF), Grell-Devenyi (GD) ve Betts-Miller-Janjic (BMJ) konvektif parametreleme şemalarının etkileri ile birleştirilmiştir. Rita'nın izini en benzer şekilde simüle eden kasırga, WSM3 mikrofizik şemasının BMJ konveksiyonu ile eşleştirildiği zamandı. Simüle edilen en kötü parça, K mikrofiziklerinin KF konveksiyonu ile eşleştirildiği zamandı, bu da gerçek fırtınanın batısını takip eden daha zayıf bir fırtına yarattı. Basitçe mikrofizik ve kümülüs konveksiyon parametrelendirme şemalarının değiştirilmesinden kaynaklanan yayılma, kasırga yollarında Ulusal Kasırga Merkezi topluluğu ile aynı yayılmayı yarattı.[3]

Ayrıca, mikrofizik parametrelendirmeleri arasındaki en büyük farkın, K'nin herhangi bir buz fazı içermemesi olduğunu da not ederler. Yağmur damlalarının küresel yapısı ile kar bulutunun kristal yapısı ile graupelin yarı küresel şekli arasındaki farklar, parametrelendirmelere donmuş su dahil edildiğinde muhtemelen farklı düşme hızları üretecektir. Rita simülasyonlarının en doğru üyesini kullandılar ve mikrofiziği değiştirdiler, böylece buz parçacıklarının düşme hızı, aynı kütleye sahip sıvı yağmur damlalarıymış gibi aynı düşme hızına sahip olacaktı. Bunun kasırganın izini değiştirdiğini ve böylece K planına benzer şekilde batıya doğru gittiğini bildirdiler.[3]

Rita Kasırgası'nı simüle etmenin yanı sıra, Fovell ve Su (2007) daha önce olduğu gibi aynı simülasyonları yaptılar, ancak kümülüs parametreleştirmesine gerek kalmaması için daha küçük bir ızgara boyutunda yaptılar. K planı tarafından üretilen kasırganın diğerlerinden daha zayıf olduğunu ve en batıya giden yola sahip olduğunu buldular. Farklı şemalardaki farklı örtük mikrofiziksel varsayımların, tahmini zaman ölçeklerindeki kasırga yolunu değiştirebileceği sonucuna vardılar. Genel olarak, sonuçları daha büyük kasırgaların batıya doğru daha da ilerleyeceğini gösteriyor ki bu "beta kayması" ile tutarlı.[3]

Değişken Coriolis parametresi ile büyük ölçekli akış olmadan idealize edilmiş bir kasırga seti üretildiğinde, kasırgaların hala kuzeydoğudan kuzey-kuzeydoğu yönünde hareket ettiğini buldular. Bununla birlikte, farklı mikrofiziksel şemalar farklı yönlerde izlendi. Büyük ölçekli bir akış olmadığı için, izdeki farklılıkların mikrofizikteki değişikliklerin neden olduğu girdap hareketindeki değişiklikleri temsil ettiği sonucuna varmışlardır. Sabit bir f-düzlemi deneyinde fırtınaların hareketi yoktu. NWS fikir birliği modeli sonuçları arasındaki varyasyonların, öncelikle farklı modellerin kendi bulut mikrofiziğini ve diğer alt şebeke ölçeğindeki süreçleri nasıl parametrelendirdiğine bağlı olabileceğini belirtiyorlar.[3]

Son zamanlarda, Fovell ve ark. (2009) idealleştirilmiş ortamlarda kasırgalar üzerinde bir modelleme çalışması yürütmüştür. Model, sabit bir deniz yüzey sıcaklığına sahipti, arka planda rüzgar yoktu, ancak Dünya dönüşü vardı. Daha sonra çeşitli mikrofizik şemalarına sahip bir girdap yerleştirdiler ve izlerin farklılaştığını belirttiler. F07 ile aynı mikrofizik şemalarını kullandılar ve F07 gibi, K fırtınasının diğer mikrofizik şemalarıyla üretilen fırtınadan daha hızlı ve daha batıya doğru hareket ettiğini belirttiler.[2] Fiorino ve Elsberry (1989) tarafından yapılan daha önceki bir çalışma, kasırga yolunun ve hızının fırtınanın dış kısmındaki teğet rüzgarları değiştirerek değiştirilebileceğini, çünkü beta girdapların yönünü ve gücünü belirlemeye yardımcı olduklarını gösterdi.[14] K mikrofizik parametreleştirmeli F09 fırtınası en büyük göze ve geniş yarıçaplarda en güçlü rüzgarlara sahipken, L fırtınası en yoğun ve WSM3 en kompakt göze sahipti.

F09, daha güçlü dış rüzgarlara sahip fırtınanın, zayıf rüzgarlı fırtınalardan daha kuzeybatıya doğru gittiğini belirtti. Bunun hidrostatik dengede bir atmosferle açıklanabileceğini varsayıyorlar. Hidrostatik dengede olan bir atmosfer varsayılarak, ortalama kolon sanal sıcaklığı yüzey basıncına en fazla katkıda bulunur. Üç F09 fırtınasının sanal sıcaklıkları, diğer fırtınalardan birkaç derece daha sıcak olan Kessler fırtınasına göre değişiyordu. Rüzgarlar, sıcaklık gradyanlarıyla ilgili olan radyal basınç gradyanları tarafından belirlenir. Bu nedenle, sanal sıcaklıkta büyük bir radyal değişime sahip fırtınalar daha güçlü dış rüzgarlara sahip olacaktır.[2] Modeller arasındaki sıcaklık farklılıkları, radyatif ısıtma ve soğutmadaki değişim ile açıklanabilir. K mikrofizik şeması, diğerlerinden daha yavaş parçacık düşme hızları üretti ve böylece örsünün boyutunu artırdı. F09 örsün boyutunu etkileyen en önemli faktörün son hız olduğunu ve parçacıkların uç hızlarının geometrilerine, yoğunluklarına ve boyutlarına bağlı olduğunu bildirmektedir. Örs ile gelen ve yayılan radyasyon arasındaki etkileşimler, radyal sıcaklık gradyanını değiştirerek yol yönünde değişikliklere yol açar.[2]

Fovell vd. mikrofizik şemalarının seçiminin örs içindeki parçacıkların terminal hızlarında değişikliklere yol açabileceği ve örs boyutunda artışlara veya azalmalara yol açabileceği sonucuna varılmıştır. Daha hızlı düşen (K gibi) daha ağır parçacıklar üreten şemalar daha kötü sonuçlar verir. Fırtına yolundaki veya hızdaki başlangıçta mikrofizikten kaynaklanan herhangi bir değişikliğin direksiyon akışı veya deniz yüzeyi sıcaklıkları gibi diğer dinamik faktörlerle güçlendirilebileceği konusunda uyarıda bulundular.[2][15]

Referanslar

  1. ^ a b c Stith, J.L., J.E. Dye, A. Bansemer, A.J. Heymsfield, C.A. Grainger, W.A. Petersen ve R. Cifelli, 2002: Microphysical Observation of Tropical Clouds. J. Appl. Meteorol., 41, 97–117.
  2. ^ a b c d e Fovell, R.G., K.L. Corbosiero ve H.C. Kuo, 2009: İdealleştirilmiş Deneylerde Ortaya Çıkan Bulut Mikrofizik Etkisinin Kasırga Yolu Üzerindeki Etkisi. J. Atmos. Sci., 66, 1764–1778.
  3. ^ a b c d e f g h Fovell, R.G. ve H. Su, 2007: Bulut mikrofiziğinin kasırga iz tahminleri üzerindeki etkisi. Geophys. Res. Lett., 34, L24810.
  4. ^ a b McFarquhar, G.M. ve R.A. Black, 2004: Tropikal Siklonlarda Parçacık Büyüklüğü ve Faz Gözlemleri: Mikrofiziksel Süreçlerin Mezoscale Modellemesi için Çıkarımlar. J. Atmos. Sci., 61, 422–439.
  5. ^ a b c d e Rosenfeld, D., A. Khain, B. Lynn ve W.L. Woodley, 2007: Sıcak yağmurun mikron altı aerosollerle bastırılmasına karşı kasırga tepkisinin simülasyonu. Atmos. Chem. Phys., 7, 3411-3424.
  6. ^ Rangno, A.L. ve P.V. Hobbs, 2005: Mikro yapılar ve yağış gelişimi kümülüs ve küçük kümülonimbus bulutları tropikal Pasifik Okyanusu'nun ılık havuzunun üzerinde. Q. J. R. Meteorol. Soc., 131, 639-673.
  7. ^ Tokay, A., P.G. Bashor, E. Habib ve T. Kasparis, 2008: Tropikal Siklonlarda Yağmur Damlası Boyut Dağılımı Ölçümleri. Pzt. Wea. Rev., 136, 1669–1685.
  8. ^ Heymsfield, A.J., A. Bansemer, P.R. Field, S.L. Durden, J.L. Stith, J.E. Dye, W. Hall ve C.A. Grainger, 2002: Derin Tropikal Çevrelerde ve Tabakalı Çöken Bulutlarda Parçacık Boyutu Dağılımlarının Gözlemleri ve Parametrelendirmeleri: TRMM Alan Kampanyalarında Yerinde Gözlemlerden Sonuçlar. J. Atmos. Sci., 59, 3457–3491.
  9. ^ Willoughby, H., D. Jorgensen, R. Black ve S. Rosenthal, 1985, Project STORMFURY: A Scientific Chronicle 1962–1983. Boğa. Amer. Meteor. Soc., 66, 505–514.
  10. ^ a b c Zhu, T. ve D.L. Zhang, 2006: Bonnie Kasırgasının Sayısal Simülasyonu (1998). Bölüm II: Değişen Bulut Mikrofiziksel Süreçlerine Duyarlılık. J. Atmos. Sci., 63, 109–126.
  11. ^ a b c d Davis, C. ve L.F. Bosart, 2002: Diana Kasırgasının Doğuşunun Sayısal Simülasyonları (1984). Bölüm II: İz ve Yoğunluk Tahmininin Hassasiyeti. Pzt. Wea. Rev., 130, 1100–1124.
  12. ^ Pattnaik, S. ve T.N. Krishnamurti1, 2007, Bulut mikrofiziksel süreçlerinin kasırga yoğunluğu üzerindeki etkisi, bölüm 1: Kontrol çalışması. Meteo. ve Atmos. Phys., 97, 117-126.
  13. ^ a b c Pattnaik, S. ve T.N. Krishnamurti1, 2007, Bulut mikrofiziksel süreçlerinin kasırga yoğunluğu üzerindeki etkisi, bölüm 2: Duyarlılık deneyleri. Meteo. ve Atmos. Phys., 97, 127-147.
  14. ^ Fiorino, M.J. ve R.L. Elsberry, 1989: Tropikal siklon hareketiyle ilgili girdap yapısının bazı yönleri. J. Atmos. Sci., 46, 975-990.
  15. ^ Fovell R. ve H Su (2007). "Mikrofiziğin Kasırga Yolu ve Yoğunluk Tahminleri Üzerindeki Etkisi". NASA. Alındı 7 Aralık 2009.