Re: [讨论] 关于高低层分离

楼主: s93015a (水瓶珩)   2015-10-02 10:21:12
※ 引述《mark0204 (Mark)》之铭言:
: ※ 引述《s93015a (水瓶珩)》之铭言:
: : 可能是我的注解没有写清楚,若您有兴趣的话,可以复习一下向量分析
: : https://en.wikipedia.org/wiki/Vector_calculus
: : 有很多证明方法,我的注解采用的证明方法用到:1.旋度无散度2.辐散定理
: 这就是我会想回这篇文章的重点了
: “涡旋在流体中不断掉”
: 在绝热、无摩擦、水平尺度远大于垂直尺度的“假设下”
: (我依稀记得这好像是浅水方程的假设?不太确定......)
: 这论点应该可以成立
: 但是这系列讨论,主要是针对最近的杜鹃台风西行过山的实际天气分析
: 上段三点假设皆难以成立
: 也就是说,实际发生的天气跟理论简化下的推论,已经有明显的差异存在
再次建议复习一下向量分析。“涡旋在流体中不断掉”这个理论的必要条件很简单,就是
三维空间中片段连续可微的速度场,而这个条件刚刚好就是可以分析涡旋的必要条件,故
只要可以分析涡旋,涡旋在速度场连续可微的空间中就可以继续延伸而不会断掉,一直到
速度场不再连续可微为止
: : 的确如此,目前手边没有工具,有人愿意帮忙吗?
: : 不过如原文所说,即使是分离的情况,根本就是两个涡旋,而非高低层分离
: 有兴趣的话,可以参考 Peng等(2012,Mon. Wea. Rev.)的论文
: 这篇是在分析西行台风过山的“不连续路径”
: 其中(我不会上色,就把重点以 ~ 标记)
: “Before the surface center of a tropical cyclone crosses the CMR, a
: ~
: secondary cyclonic vortex or low pressure center may appear on the
: ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
: opposite side of the CMR. If the original surface center of the tropical
: ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
: cyclone vanishes during the crossing and the secondary center
: ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
: subsequently becomes the dominant surface center, the surface track of
: ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
: the tropical cyclone is discontinuous (see Fig. 1b for some examples).
: Otherwise, the surface track is continuous unless the whole tropical
: cyclone completely dissipates over the island.”
: 也就是说,西行过山台风,可能先出现涡旋高低层分离(上层过山,下层滞留消散)
: 过山后,再出现另一个地面中心(次中心)
: 所以,应该有高低层涡旋分离的现象出现
: 至于原地面中心与新生的地面次中心,也可以说成两个涡旋
: 但是实务上,并不会因此而定义为两个台风......
我不敢说实际上发生什么事,但如上所说,若可以分析出涡旋如下图:


我们应该问的是:各个箭头的两端为什么断掉了呢?为什么不继续延伸了呢?
原因可能是在往下就是地面了(不再连续可微),或是观测资料不足,难以分析了,然而,
若原因是后者,我们心中应该想到,此涡旋必然可以继续延伸,但我们需要更多观测资料
: : 只要有垂直耦合,都是倾斜
: 请参考 Chang等(1998,Mon. Wea. Rev.)
: 或者在台大总图找 侯喜真(1998,博士论文)
: 垂直方向倾斜,是因为中纬度天气系统的主要能量来源为斜压能量转换
: 但是若天气系统的能量来源主要不是由斜压能量转换而来,就不一定会倾斜
: 上述两篇文章提到的其他方式(潜热释放、对流层顶折叠、垂直重叠)
: 以位涡的分析图去看,就会很容易分辨出来这几类于垂直方向上的差异
: : 我猜是不是因为我一直把散度说成辐散(英文都是divergence)才造成如此误会...
: : 我想说的是
: : 任何向量场都有旋度和散度两种性质
: : 速度场有旋度和散度
: : 速度场的旋度称为涡度
: : 旋度也是向量场,但是任何向量场的旋度场的散度必为零
: : 被mark大大曲解成这种程度,都不知道该说什么了
: : 虽然速度场的旋度无辐散,只要速度场的散度不为零,台风还是可以有上升运动啊
: 是否是我“曲解”,看你怎么认为啦
: 原文讨论这部份,主要是对于“涡旋在流体中不会断掉”的“注”
: 就如同我第一段的回复
: 我是想再次提醒“简化后的理论基础”与“实际发生”的差异
: 最后,在多回一下:我个人并不认为“高低层分离”一词有不妥
: 因为你似乎已经认定这个杜鹃台风过山时,高低层是倾斜的(希望我没解读错)
: 但是就我前面提及的Peng等(2012,Mon. Wea. Rev.)的论文
: 西行台风的确可能出现高低层分离,而使得台风路径呈现不连续
: 我不太相信杜鹃台风在过山时是倾斜的......
: 因为有倾斜的话,表示地形东侧低层的涡旋留在原处,而高层涡旋持续西移
: 当高层涡旋中心移至台湾海峡时,地面涡旋中心会在哪里?
: Mark
最后,请mark大大注意对文字的理解,别再曲解人意了
当有人说‘只要某条件成立,某理论就成立’时,就表示该理论的成立不需要其他条件,
不要自己乱加什么绝热无摩擦
还有我从来没有想要讨论涡旋过山,我心中非常清楚这是个难题,但我知道当有人分析出
断掉的涡旋时,我们应该搞清楚这样的分析结果来自边界条件或资料不足,不是物理上真
的断掉

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