文摘
介绍了数值实验结果是作者进行更好的理解的第一步Madden-Julian振荡()MJO就可。本研究使用作者的mesoscale-convection-resolving模型是在1980年代开发的改善湿对流参数化方案。从数值实验结果通过改变暖池地区海温异常表明不单调MJO就可改变的周期增加海温异常。两个极端情况下(没有异常和强劲的异常),有一个政权时期的变化范围从20到60天。对于没有暖池,eastward-propagating开尔文波占主导地位,而在强烈的暖池的情况下,它产生一个似稳对流系统(明显的时间变化)。在某个政权之间的两种极端情况下,对流活动与两个不同的属性是强烈相互作用,和振荡的周期变得复杂。属性和行为的大规模对流系统(LCS),天气尺度对流系统(SCS),中尺度对流系统(MCS),和中尺度对流(MC)构成的层次结构,MJO就可也检查了。也表明,云团,构成了SCS(如超级云计算集群鳞状细胞癌),由几个MCS,和一个新的MCS西方现有的MCS形式。向西北和西南低级流造成这一特性。鉴于最近强调的重要性相对湿度高于边界层,结果表明,该模型可以模拟大气对流过程,滋润,和潜在不稳定的重要性(积极的角),这是一个必要条件,wave-CISK强调。
<年代p一个n class="end-abs">1。介绍
介绍了一项研究结果由作者更好的理解的第一步Madden-Julian振荡()MJO就可mesocale-convection-resolving模型。众所周知,在1970年代初发现了马登MJO就可和朱利安<一个href="#B1">1一个>,<一个href="#B2">2一个>),其理解已经被观测,先进的理论和数值研究在这些40年。
作者打算更好地了解以下三个问题在他的一系列研究的早期阶段。第一期(或时间尺度)的。MJO就可期间被马登首次发现40 - 50天,朱利安(<一个href="#B1">1一个>,<一个href="#B2">2一个>]。在1980年代,30 - 50天的时间最好是用克里希那穆提和Subrahmanyam [<一个href="#B3">3一个>由Nakazawa[], 30 - 60天<一个href="#B4">4一个>,<一个href="#B5">5一个>]。在这25年里,后者已被许多研究人员经常使用。虽然这当然动力学振荡的周期将大范围从约30天至60天,作者更喜欢指的是振荡为40 - 50天振荡并打算理解为什么周期是大约40 - 50天而不是30天。前时期仍然是用于审查论文Madden和朱利安<一个href="#B6">6一个>]。
作者感兴趣的第二个问题是所谓的超级云计算集群(或超级集群),这是一个天气尺度(2000 - 0000公里)云系统观察。MJO就可在这篇文章中,两届超级云计算集群(SCC)和超级集群(SC)作为拥有相同的意义(交替使用)。超级集群(SC)一词被Hayashi和烟灰墨第一次使用<一个href="#B7">7一个>在他们的数值研究。SC的观测证据是由Hayashi和Nakazawa<一个href="#B8">8一个>),一个广泛的研究SC是由Nakazawa [<一个href="#B9">9一个>),称为N88。SCs向东移动,其相速度约为15米<年代up>−1年代up>Hayashi的数值模型和烟灰墨<一个href="#B7">7一个>),5- 15 m<年代up>−1年代up>N88的观察性研究中,使用GMS红外数据。<年代up>1年代up>观察性研究的隋和刘<一个href="#B10">11一个>),两个观察癌4 - 6 m的相速度<年代up>−1年代up>在西太平洋地区。他们表明,癌时放慢速度,加强在西太平洋暖池的方法。后来的研究已经证实这一特性的鳞状细胞癌。这个特性的识别是一个重要的基础数值研究Oouchi和山崎裕<一个href="#B11">12一个>),称为OY01。本研究是由沿着这条线。
第二个问题与第一个问题密切相关。对于刘所使用的OLR资料,陈<一个href="#B13">13一个>),最主要的传播速度的热带对流模式(与40 - 50天振荡)4 - 5米<年代up>−1年代up>在印度/西太平洋赤道。使用九年数据北半球的夏天,克努森et al。<一个href="#B14">14一个>)表明,OLR的相速度和上层纬向风4 - 6 m s<年代up>−1年代up>在东半球,后者是15米<年代up>−1年代up>在西半球。亨顿和Salby<一个href="#B15">15一个>)还表示,OLR的相速度异常在东部和西部的半球是5米<年代up>−1年代up>和10米年代<年代up>−1年代up>,分别。已经日益认识到,在印度/西太平洋暖池中扮演一个重要的角色不仅在鳞状细胞癌的传播速度也在。MJO就可暖池的重要作用是目前研究的主要问题之一。
作者的第三个问题的兴趣是对流行为。MJO就可对流与循环MJO就可被称为“大规模对流”Madden和朱利安<一个href="#B2">2一个>]。天气尺度对流的观测证据(如SC)是由Hayashi MJO就可被识别,Nakazawa [<一个href="#B8">8一个>),如上所述。此外,N88表明SC,向东传播,由几种中尺度云团,向西移动。(后来证明刘et al。<一个href="#B16">16一个>],还有其他两种类型的结合SC移动方向的集群和云。)云计算集群的时间尺度约为2天(N88;(<一个href="#B16">16一个>]),鳞状细胞癌是10 - 15天<一个href="#B16">16一个>]。同样重要的话,在热带大气由中尺度对流云团细胞。同样重要的是,要备注,湿对流的基本模式被称为积云对流。目前作者(<一个href="#B17">17一个>,<一个href="#B18">18一个>)公认的基本组织形式的积云对流的数值研究热带气旋和热带对流,并指中尺度对流(MC)。集群与MC,云可以被看作是一个整体的MC在许多情况下。
因此,的层次结构可以描述在MJO就可大规模对流(LSC),天气尺度对流(SSC),中尺度云团(MSCC)中尺度对流(MC),积云对流。对流系统对应LSC、SSC和MSCC可以称为大规模对流系统(LCS),天气尺度对流系统(SCS),分别和中尺度对流系统(MCS)。鳞状细胞癌属于SCS。尽管MCS一词通常用于一个孤立的中尺度系统,它可以用作指示SCS的层次结构的一个组成部分。作者感兴趣的每个行为这五类对流构成的层次结构,MJO就可尤其是SCS的行为,MCS和MC。
介绍了数值实验,结果执行的意图理解上面列出的三个问题。描述结果之前,回顾过去有关理论和数值研究是必要的。
强化理论和数值研究始于1980年代中期MJO就可Hayashi和烟灰墨<一个href="#B7">7一个>和刘和彭<一个href="#B19">19一个>]。建议应该基本上MJO就可兴奋和维护机制的所谓wave-CISK(第二类条件不稳定),和许多后续的研究似乎支持这一点。
w一个ve-CISK的概念可以追溯到1960年代末之前被发现MJO就可。这一概念出现之前,CISK的概念是在1960年代初提出的Ooyama [<一个href="#B20">20.一个>]和恰尼Eliassen [<一个href="#B21">21一个>在热带气旋(TCs)的研究。TCs的线性稳定性分析的问题之一是由Syono和山崎裕<一个href="#B22">22一个>]。山崎裕TCs的后非线性数值试验(<一个href="#B23">23一个>- - - - - -<一个href="#B25">25一个>),线性稳定性分析应用于波浪扰动在热带大气(山崎裕<一个href="#B26">26一个>),称为Y69)的意图理解伊斯特利波的对流层和平流层,大规模向西传播波由柳井正发现和Maruyama<一个href="#B27">27一个>),后来被确定为混合Rossby-gravity波研究了Matsuno [<一个href="#B28">28一个>]。在Y69,作为第一步,一个二维模型,建议可能存在三种类型的不稳定波,根据参数化对流加热的垂直廓线,<年代up>2年代up>所谓beta-effect,环境风垂直切变,表面摩擦。这种类型的不稳定性,这是不同于CISK应用于TCs,后来被称为wave-CISK林德恩[<一个href="#B29">29日一个>]。
Y69的二维线性分析扩展到三维(Hayashi [<一个href="#B30">30.一个>),称为H70;山崎裕(<一个href="#B31">31日一个>】,Y71)。在缺乏环境风的垂直切变和表面摩擦,分离变量可以在一组线性化方程(除非参数化加热参数取决于纬度)。在这种情况下,垂直结构方程,确定不稳定的属性,以相同的形式为二维模型。因此,参数化加热条件不稳定也是相同的。不同属性的三维模型为我们提供了各种类型的赤道开尔文波、波浪混合Rossby-gravity通过水平结构和其他波的波方程。Y69的主要问题,H70 Y71<年代up>3年代up>是针对世界范围的平流层波对应混合Rossby-gravity波,但不是开尔文波,尽管开尔文波在平流层被观察到<一个href="#B32">32一个>]。,MJO就可这是对流层wave-CISK的现象,应该是一个有趣的目标<年代up>4年代up>研究,后被发现。
如H70所述,重力波是最喜欢,增长率增加而减少Y69所使用的参数化加热下水平扩展。重力波的不稳定性和小规模的重力波的偏好是第一个指出数值实验的TCs Syono和Matsuno(未发表),后来检查Syono和山崎裕的线性稳定性分析<一个href="#B22">22一个>]。重力波不稳定<年代up>5年代up>被解释为不切实际的模式,出现不合适的参数化的湿对流。这个解释的研究是一个重要的依据Y69 Y71,这被认为是只有罗斯贝波的线性稳定性分析和混合Rossby-gravity波低频信息。至于开尔文波,作者认为小规模的开尔文波的偏好(H70)也是一个不恰当的参数化的结果,因为开尔文波本质上是类似于重力波对稳定属性,从垂直结构明显longitude-height截面。对于世界范围的(大规模)开尔文波的频率较低,仍是研究的问题。
除了不切实际的重力波的问题,这是强烈认可Y69和Y71的垂直剖面参数化加热是一个非常重要的因素来确定各种波的稳定性能和它们的结构。认识到这些重要的问题(包括TCs)和想要得到一个适当的湿对流参数化的基础,作者开始了他的研究,在1970年代,使用cumulus-convection-resolving模型<年代up>6年代up>水平网格大小为500(例如,[m - 1公里<一个href="#B17">17一个>,<一个href="#B18">18一个>,<一个href="#B39">39一个>- - - - - -<一个href="#B42">42一个>基于这样的研究结果,作者建立了一个TC模型(<一个href="#B43">43一个>,<一个href="#B44">44一个>),这被称为mesoscale-convection-resolving模型(缩写为MCRM)。这个模型是研究开发不仅TCs还其他现象湿对流扮演重要的角色。MCRM在1980年代的发展是当前研究的一个重要依据。
现在我们将返回到审查的数值研究在1980年代MJO就可。Hayashi和烟灰墨<一个href="#B7">7一个>)进行数值实验使用aqua-planet(和纬向均匀海洋表面温度)版本的大气环流模式(GCM)。最重要的结果是,天气尺度对流(如SC)向东移动,和Kelvin-like波与波数1模拟的模型。后者意味着获得世界范围的开尔文波作为一个最喜欢的模式,并没有预测从wave-CISK研究在1970年代早期。另一方面,计算SC可能不是一定现实的粗网格大小(T42,三角截断波数42)和所使用的参数化方案。
刘和彭<一个href="#B19">19一个>)进行数值试验与参数化加热是类似于在前面wave-CISK研究但没有冷却低水平的地区差异,positive-only加热参数化的术语。这种假设以前用于稳定性分析为TCs Syono和山崎裕<一个href="#B22">22一个>)项条件的加热(以及无条件的加热)。(术语“条件”和“无条件”也用于刘et al。<一个href="#B45">45一个>]等。)加热条件(positive-only加热)假设改变了垂直运动领域,上升运动区(对流区)是局限于一个相对较小的区域和下行运动发生在更广泛的领域。这种对比有条件的和无条件的加热情况下的特性非常相似的潮湿条件不稳定大气中对流干燥的对流绝对不稳定的气氛。保持这种差异,Y69的稳定性分析和Y71是无条件的加热情况下因为稳定的本质属性可以从这种情况下被理解。<年代up>7年代up>从数值实验的一个重要结果刘和彭<一个href="#B19">19一个>]是向东传播模式比西方更加增强,也出现在Hayashi和烟灰墨<一个href="#B7">7一个>]。然而,只有一个提升区域(对流区)与“相对较小”水平扩展。(在一般情况下,上升运动并不一定局限于一个区域。)不太可能相关的LSC可以模拟MJO就可使用的参数化。此外,鳞状细胞癌的描述可能是不现实的,如Hayashi和烟灰墨<一个href="#B7">7一个>),因为粗分辨率(R15长斜方形的截断波数15)和所使用的参数化方案。
开尔文波与波数1的统治地位还发现在GCM地球物理流体动力学实验室(GFDL),包括现实的土地,山岳志等物理过程。n . c .刘和k·m·刘(<一个href="#B46">46一个>]显示这个功能从GCM R15虽然SCC并非因为粗分辨率模拟使用。Hayashi和高德<一个href="#B47">47一个>)表明一个明确的时空功率谱的峰值还发现在波数1<年代up>8年代up>在GCM R30更高的分辨率。因为这些研究使用这个模型,纬向非齐次近年海表面温度(SST)和分布,目前还不清楚波数1的优势实现不纬向不均匀性。其他GCM研究等区域同质性n·c·刘et al。<一个href="#B45">45一个>),Swinbank et al。<一个href="#B48">48一个>),Hayashi和高德(<一个href="#B49">49一个>)强烈建议开尔文波与波数1应该最优先模式之一,源于wave-CISK机制,这种机制应该解释的本质。MJO就可
现在,我们继续回顾与第一和第二作者的利益上面提到的问题。众所周知,期间一直低估了MJO就可在大多数的理论和数值实验在过去。例如,向东传播开尔文波的周期是30天而不是40 - 50天Hayashi和烟灰墨<一个href="#B7">7一个>]。虽然时间可能取决于许多因素,一些研究者认为是短的可能性应该是由于湿对流参数化方案。当Hayashi和烟灰墨的<一个href="#B7">7一个>)结果出现时,作者认为Syono和山崎裕的稳定性分析<一个href="#B22">22一个>]因为重力波是有益的,因为开尔文波非常类似于重力波的稳定性质。根据分析,不稳定的重力波的相速度非常敏感参数化加热率(无量纲参数用于Y69)对流层较低,特别是在一层900 - 800 hPa(或900 - 700 hPa)。随着低升温速率的增加,相速度减少。(当利率超过临界值,重力波成为一个固定不稳定波(CIFK)除了长波浪中惯性稳定是很重要的。)一个类似的稳定性分析是由高桥(<一个href="#B50">50一个>),有条件的加热Syono和山崎裕(<一个href="#B22">22一个>]研究了Miyahara [<一个href="#B51">51一个>]。另一方面,刘和彭<一个href="#B19">19一个>),隋和刘<一个href="#B52">52一个>,刘等人。<一个href="#B12">10一个>)表明,传播速度是敏感的水平最大加热。Tokioka et al。<一个href="#B53">53一个>也被称为最大加热的水平。然而,作者认识到更合适的了解这个问题的低级加热而不是最大加热的水平。
虽然时间可以通过人工模拟MJO就可修改的参数化加热的垂直分布,重要的是垂直分布是如何实现的。正如已经提到的,作者的研究cumulus-convection-resolving模型(CCRM)在1980年代和1970年代是一个一步一个更好的理解这个问题,和作者MCRM的发展<一个href="#B43">43一个>,<一个href="#B44">44一个>]在1980年代是基于这样一个研究。一些细节的意义和意图MCRM发展中所描述的这些论文和山崎裕<一个href="#B54">54一个>- - - - - -<一个href="#B56">56一个>,这里不重复。然而,下面的评论是很重要的在使用的参数化加热wave-CISK研究在1960年代- 1980年代。MCRM,它旨在解决MC,积云对流的基本组织形式,和积云对流的影响整合subgrid-scale(或参数化)。由于积云对流加热率被认为是相同的形式,用于TC Ooyama研究[<一个href="#B20">20.一个>,<一个href="#B57">57一个>Y71]和wave-CISK Y69的研究,许多人(有条件的使用加热除外)。确定未知供热参数的值,这样MC可以逼真地模拟。在这方面一个重要的一点是MC的现实模拟完全防止不切实际的重力波的增长,这是最严重的困难wave-CISK研究(以及TC研究)。MCRM, TCs和其他现象(感觉波扰动)可以通过描述许多乐团的MC模拟。的一个典型例子MC是TCs的雨带的合奏。在的情况下,MJO就可MC的整体表现为云计算集群,这是一个组成部分鳞状细胞癌(SCS)。应该强调MCRM的发展是基于识别的重要性描述MCS云(云计算集群或中尺度系统包括雨带)通过解决MC。本研究作者的重大关切之一是MCRM是否可以模拟的观察周期和鳞状细胞癌的相速度MJO就可。另一个问题,这是第三个问题的中心主题,是MC和云集群行为癌MCRM所描述的。
MCRM,发达国家在1980年中期年代,已被用于研究TC结构(<一个href="#B43">43一个>,<一个href="#B44">44一个>,<一个href="#B58">58一个>],TC形成[<一个href="#B59">59一个>- - - - - -<一个href="#B63">63年一个>],[TC运动<一个href="#B64">64年一个>),云团与Baiu-Meiyu相关方面的研究(<一个href="#B65">65年一个>- - - - - -<一个href="#B68">68年一个>]。应用程序的MCRM开尔文wave-CISK也。<年代up>9年代up>由于电脑的限制,其应用,MJO就可但是,直到最近才做。
相反,作者开始了他的研究天气尺度和大规模重力wave-CISK(开尔文wave-CISK为基础)使用一个二维CCRM在1990年代中期<一个href="#B33">33一个>]。这些研究,使山崎裕的扩展(<一个href="#B17">17一个>,<一个href="#B18">18一个>),包括讨论冷池的重要作用和重力波(小规模和中尺度)连续MC和云计算集群的形成,如CISK TCs和伊斯特利波。这些研究被Oouchi[扩展<一个href="#B69">69年一个>]。
应该是这里提到的第一个研究重力与CCRM wave-CISK是由(只是<一个href="#B70">70年一个>]。虽然作者(<一个href="#B18">18一个>]研究了另一种类型的wave-CISK(对应东风波在热带对流层),是否可以模拟重力wave-CISK CCRM仍是研究。(只是<一个href="#B70">70年一个>)是第一个表明重力wave-CISK由二维模拟CCRM虽然对应观察现象并不是讨论。这些研究的一个重要关注的问题(<一个href="#B33">33一个>,<一个href="#B70">70年一个>)与CCRMs不断形成新的云团东现有的集群,在SCC N88研究观察。在缺乏环境风的垂直切变和低级风,向东和向西传播一个信封的云团中获得的二维模型,而一个向东传播更增强当西风剪切(<一个href="#B18">18一个>)或低级东风流(<一个href="#B33">33一个>)存在。在后一种情况下,西不对称的风致表面换热(全家)的重要因素之一,所指出的伊曼纽尔(<一个href="#B71">71年一个>)和Neelin et al。<一个href="#B72">72年一个>]。应该再次强调,冷池和重力波(小规模的和中尺度)在接下来的云团的形成发挥了重要的作用。
东部连续云团的形成现有的集群也模拟了曹国伟和林<一个href="#B35">35一个>)与一个二维模型,包括参数化加热在粗网格模型。他们强调模拟的重要性云团成功模拟鳞状细胞癌和。MJO就可不用说,模型结果非常敏感的参数化方案。他们不仅成功地模拟连续云团的形成,而且SCC的东相速度慢的存在低级伊斯特里流。然而,MCs的描述,构成每个云计算集群,作为MCRM完成,超出了研究的范围,部分原因是水平网格大小被带到大(约100公里)。虽然作者与当时MCRM的数值实验模拟连续云团的形成,结果没有投稿,和研究CCRM开始,如上所述。山崎裕的基本研究[<一个href="#B33">33一个>)和后续研究Oouchi (<一个href="#B69">69年一个>)领导了第一次尝试研究MJO-like波与CCRM OY01 [<一个href="#B11">12一个>]。
本研究是由OY01[作为一个延伸的<一个href="#B11">12一个>使用一个二维CCRM]。在这项研究中,一个三维MCRM使用。尽管在这十年回顾研究OY01 [<一个href="#B11">12一个>)可能是可取的,这将在以下小节中描述当它是必要的,以避免冗长的介绍。
然而,下面的评论关于这个词的定义可能是必要的,以避免MJO就可描述的一些读者的误解。一些研究人员使用这个术语暗示对流活动主要发生在暖池区,和一个与之相关联的循环。林等。<一个href="#B73">73年一个>)定义了与eastward-propagating模式MJO就可和纬向波数1 - 6期30 - 70天,观察性研究的基础上,惠勒和Kiladis [<一个href="#B74">74年一个>)的区别是MJO就可对流耦合的开尔文波非色散的色散关系。作者定义了基本MJO就可作为eastward-propagating开尔文波的相速度相对较小的印度/西太平洋暖池区和大在西半球,基于Madden和朱利安(<一个href="#B2">2一个>和许多研究在1990年代和1980年代。作者也承认,许多对流耦合的开尔文波可能会分散,与对流耦合的开尔文波的非色散性质描述Takayabu [<一个href="#B75">75年一个>],惠勒和Kiladis [<一个href="#B74">74年一个>],惠勒et al。<一个href="#B76">76年一个>Matsuno[],中性开尔文波讨论<一个href="#B28">28一个>]。这一认识是基于研究Oouchi和山崎裕<一个href="#B38">38一个>)和结果(稍后介绍)作者与MCRM最近的数值实验。
节<一个href="#sec2">2一个>简短的描述模型的使用和实验设计。节<一个href="#sec3">3一个>开尔文波的周期()MJO就可获得数值实验和讨论了对流的层次结构。节<一个href="#sec4">4一个>,额外的讨论关于wave-CISK和其他问题。结论给出了部分<一个href="#sec5">5一个>。
2。模型
2.1。MCRM的简要描述
MCRM, MC是解决的,其目的是通过数值模型的网格,和积云对流的影响包括次网格尺度(或参数化),部分中提到<一个href="#sec1">1一个>。正确描述MC的水平网格大小,理论上来说,1 - 5公里。然而,认为使用MCRM时最有效的网格大小是5 - 20公里。虽然从网格有点太大描述水平尺度较小的MC, MC与大型水平尺度可以在某种程度上,描述和定性模拟和MCS和SCS的理解可以用这个网格的大小。在这项研究中,一个0.2度网格用于赤道地区球面坐标模型。当一个大电脑可用,可以预期,0.1度网格将很容易使用。虽然可以使用后者电网目前,使用前网格使我们能够使研究更为有效。大量的数值实验对TCs和热带扰动,已经完成了这些25年,建议使用这样的粗网格,在相当程度上,对于更好地理解各种现象的理由。
的原始版本MCRM是在1980年代中期开发(<一个href="#B43">43一个>,<一个href="#B44">44一个>),如前所述。一个修订版本开发后(<一个href="#B54">54一个>有两个重大改进。一个是subgrid-scale云水处理诊断方程在最初的版本中,在大多数参数化方案,而这是对待一个预测方程。这一修改字段在相当大的程度上提高了云水。另一个修改是参数化(隐式地对待)云的分数(cumulus-scale提升区)并不认为是足够小而团结,像以往那样参数化方案,但假设有限值(比如0.2)。这是因为水平网格大小的MCRM是如此之小,中尺度运动如MC可以模拟。除了这两个改进的决心cumulus-scale提升区域的冷凝率(隐式地对待云区)被修改在山崎裕<一个href="#B65">65年一个>尽管它的效果并不大。
这些MCRMs流体静力学模型,因为大多数TC模型,这个模型,数值天气预报(NWP)模型在1980年代当原始MCRM开发流体静力学模型。最近,nonhydrostatic版本了(<一个href="#B56">56一个>]。冰阶段没有考虑在静压MCRM然而,而它是纳入nonhydrostatic MCRM。在目前的研究中,我们使用的液压MCRM山崎裕(<一个href="#B65">65年一个>],因为基本的讨论可以由静压MCRM MJO就可,因为水压MCRM效率更高(更少的电脑时间)比nonhydrostatic MCRM。
模型的行为(或性能)的水压MCRM山崎裕(<一个href="#B65">65年一个>在山崎裕中被描述<一个href="#B58">58一个>,<一个href="#B62">62年一个>,<一个href="#B63">63年一个>,<一个href="#B66">66年一个>- - - - - -<一个href="#B68">68年一个>]研究TCs和云团与Baiu-Meiyu方面有关。应用mesosale云系统的结果在一个大的岛屿在赤道区域显示一个更现实的昼夜变化的降雨(在日本气象学会的春季会议在2007年)。作者认为,即使的原始版本MCRM TCs给更好的结果(<一个href="#B33">33一个>,<一个href="#B43">43一个>,<一个href="#B44">44一个>,<一个href="#B59">59一个>- - - - - -<一个href="#B61">61年一个>,<一个href="#B64">64年一个>比其他模型)。
模型的一个重要特性,导致重大改进是云水和雨水混合比率作为预后变量尽管流体静力学模型,和subgrid-scale雨水也预测。云水和雨水的预测,没有在其他流体静力学模型(静压TC模型,这个模型和NWP模型)在1980年代中期之前,是基于认识到雨水蒸发和由此产生的冷池连续MC和MCS的形成中扮演很重要的角色,因此,TCs等更现实的大规模骚乱的行为。这种识别正是从研究获得了CCRM在1980年代和1970年代。虽然雨水蒸发的重要性和冷池已经公认的观察性研究,没有考虑在流体静力学模型在山崎裕(<一个href="#B43">43一个>,<一个href="#B44">44一个>]。
对流动力传输的重要性被格拉博夫斯基强调,蒙克利夫(<一个href="#B77">77年一个>]。MCRM,动量subgrid-scale对流运输不考虑,因为大部分动量传输是通过MC。
静水MCRM使用σ(<年代vg height="6.9875002" id="M1" style="vertical-align:-0.13794pt;width:9.3000002px;" version="1.1" viewbox="0 0 9.3000002 6.9875002" width="9.3000002" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
2.2。实验设计
一系列的这项研究的目标是了解最真实的条件下MJO就可观察到的真实的氛围。近年分布,冷锋,太阳日晒的昼夜和季节变化、季节性变化的SST以及地面温度和其他因素必须考虑到在本研究的最后阶段。本文从数值实验结果最理想化的、简化的条件下。观察到的行为和机制以来受到许多因素的影响MJO就可正如上面提到的,这是一个合理的满意理解的第一步检查MJO-like现象在简化条件下获得的。因为很多因素不包括在模型中作为第一步,预计应该有计算之间的许多差异(或差异)和MJO就可观察到的。MJO就可这个第一步研究的主要目标是理解在简化条件下发生。
众所周知,最重要的因素是MJO就可纬度变化的SST和印度/西太平洋暖池。在这项研究中,一个acqua-planet模型(只覆盖着大海)。尽管最大的SST的纬度显示季节性变化在自然界中,我们考虑海温是恒定的情况,对时间和最大的SST位于赤道。南北梯度场的中纬度地区也考虑在内。这意味着斜压不稳定出现在模型中。亚热带高位生产,亚热带的东风带存在于赤道面高位。尽管这个东风流不控制直接MJO就可,它应该有间接影响。伊斯特里流动的最重要的影响是提高对流活动(通过明智的和海面潜热通量),产生强大的漩涡和TCs在这个领域。和TC MJO就可形成的关系,一直是一个有趣的学科研究,MJO就可将在本系列的后期讨论的研究。东边的漩涡流也促成了西进运动和TCs。 Under the existence of the subtropical high, TCs tend to move into the middle latitudes, and TCs are removed from the subtropical and equatorial areas effectively. The easterly flow also contributes to frictional convergence in the equatorial area, which provides a favorable condition for convective activity in this area.
本研究中使用的纬向风场分布如表所示<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/tab2/" target="_blank">2一个>。它采取的是对称的赤道。纬向梯度的大小在赤道地区的海温和中纬度地区是重要的。如果这一研究获得的结果是定性使用修改的更现实的风场分布,它是值得讨论这种情况下。本文仅对海温的结果表<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/tab2/" target="_blank">2一个>提出了。
一个对应于印度/西太平洋暖池中实施以下形式:<年代p一个n class="equation" id="eq7">
在哪里<年代vg height="10.8125" id="M17" style="vertical-align:-0.20064pt;width:8.5749998px;" version="1.1" viewbox="0 0 8.5749998 10.8125" width="8.5749998" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
初始条件是由之和基本状态不依赖于经度和扰动。基本状态向西流(西风jet)中间latidudes在北半球是由<年代p一个n class="equation" id="eq8">
在哪里<年代vg height="11.05" id="M29" style="vertical-align:-3.24037pt;width:19.375px;" version="1.1" viewbox="0 0 19.375 11.05" width="19.375" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
位势、表面压力和温度场的基本状态确定,这样地转和流体静力学平衡可能会满意。的值<年代vg height="14.7125" id="M35" style="vertical-align:-3.22282pt;width:52.299999px;" version="1.1" viewbox="0 0 52.299999 14.7125" width="52.299999" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
最初的相对湿度<年代vg height="14.2375" id="M38" style="vertical-align:-3.13504pt;width:22.85px;" version="1.1" viewbox="0 0 22.85 14.2375" width="22.85" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
它应该与表中提到的联系<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/tab1/" target="_blank">1一个>的基本状态压力的最低和最高的层潜在的水蒸气温度和混合比率,云的水,和雨水预计982 - 1010 hPa,分别和100 - 125 hPa。
为了大规模对流模型中可能发起的热带地区,类似开尔文波的微扰(zonal-vertical循环)是在初始时间实施。纬向速度以下形式:<年代p一个n class="equation" id="eq10">
在哪里<年代vg height="14.7125" id="M52" style="vertical-align:-3.22282pt;width:63.337502px;" version="1.1" viewbox="0 0 63.337502 14.7125" width="63.337502" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
表面压力和重力势和潜在温度场决定,这样地转平衡可能满意的纬度方向(除了流体静力平衡)。至于纵向方向,波的结构类似于eastward-propagating的重力波。表面压力和温度的振幅在700 hPa对应<年代vg height="14.35" id="M62" style="vertical-align:-3.22282pt;width:45.287498px;" version="1.1" viewbox="0 0 45.287498 14.35" width="45.287498" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
水平网格大小的数值模型是在赤道地区是0.2度(约20公里),如前所述。这个网格大小仅覆盖面积20 s-20n。网格大小为0.6度用于其他地区。北部和南部边界被放置在70 n和70年代,分别,因为包容的极地地区是没有必要虽然MCRM是这样设计的,可以包括极地地区。网格点的数量<年代vg height="12.8875" id="M63" style="vertical-align:-1.76814pt;width:88.699997px;" version="1.1" viewbox="0 0 88.699997 12.8875" width="88.699997" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
下一节的第一部分,从五个数值实验结果。五个实验给出的规格表<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/tab3/" target="_blank">3一个>。相对应的海温异常暖池改为检查的影响。其他几个实验也被用于理解模型的依赖性行为模型中使用的一些参数。其中给出了两个数值实验结果。
3所示。结果
3.1。开尔文波计算的时期
就像前面提到的<一个href="#sec1">1一个>,作者首先兴趣是理解的。MJO就可起初,结果情况(N)风场的均匀纵向方向。longitude-time部分(Hovmollor图)雨水混合比在最低水平(或表面降雨强度),表面的压力,和纬向风速925 hPa如图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig1/" target="_blank">1一个>。这些物理量的平均5 s 5 n。第一15天两eastward-propagating山峰表面压力低,东风流和降雨。西方峰值(位于0 - 90 e)与最初世界范围的收敛,集中在90 w。东峰是由对流活动由于最初的潜在不稳定(正浮力上升空气)和重力波兴奋后的初始时间。伊斯特里流动的最大值位于略东在这两个系统的低压中心。此功能显示的结构eastward-propagating开尔文波的放大与摩擦耗散或维护。
我们的主要兴趣是针对模型行为的阶段(30天)当人工初始条件的影响小。从图最重要的结果<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig1/" target="_blank">1一个>,e一个年代tw一个rd-propagating的周期波与波数(1),这是开尔文波,大约是30天。相速度约15米<年代up>−1年代up>。这段时间(速度)阶段(或者是)非常类似于通过Hayashi和烟灰墨<一个href="#B7">7一个>]。但重要的是要理解这一时期获得的模型和目前的模型,还有待研究(而不是澄清在这个研究)。
其他明显的特性如图之一<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig1/" target="_blank">1一个>是westward-propagating模式(称为WPM)的相速度大约是1 - 2 m s<年代up>−1年代up>(200度/ 100 - 200天)。开尔文波的WPM调节对流活动联系起来。表面压力和纬向风也调制WPM和调制对流活动。降雨系统调制WPM的一个例子是由红色的椭圆表示(左面板)。
开尔文波的向东传播几乎是连续的,直到大约150天。之后,新高峰的东风东现有的生产速度。降水系统,有助于新高峰的形成由两个蓝色椭圆表示。的形成这两个westward-propagating降雨系统密切相关,低层次向西和向东的流动(白色椭圆)兴奋的对流活动前20 - 30天。虽然120天后开尔文波的相速度接近10米<年代up>−1年代up>这些对流系统的形成,缩短周期振荡;大约30天(40天)也看到后120天。
除了WPM eastward-propagating模式(类似阶段速度)也见过(尤其是后240 - 360天,虽然没有显示)。没有物理解释西-和eastward-propagating模式可以在这项研究中,尽管它是肯定的,由于雨水蒸发冷却在subcloud层起着重要的作用。
第二个数值实验、案例(S)执行与暖池包含一些效果,但最大的海温异常只有1.0 K。这个选择是用一个更好的理解的意图的结果与实际大的异常。图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig2/" target="_blank">2一个>显示表面的longitude-time部分降雨强度、表面压力,并在925 hPa纬向风速。表面压力的偏差和纬向平均速度的时间值也显示。海温异常是实施后80天的情况下(N)对海温的突然增加。比较图的左侧面板的最主要的部分<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig2/" target="_blank">2一个>中间部分的图的左面板<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig1/" target="_blank">1一个>表明海温异常清晰可见的影响在几天后和长期降雨与暖池出现,所表示的红色椭圆。有点,长期的降雨也暖池的面积在180 - 310天。
降雨和纬向风的图案320天后明显不同于之前。最大的东风的时候流位于0 e是红色箭头所示。周期是25天左右在一段160 - 240天,然后,需要50 - 60天。在后期,开尔文波不传播不断在全球范围内,但是一项新的高峰的东风的速度产生大约180 e(三个蓝色箭头所示)。相应的降雨是由三个红色椭圆表示在左侧面板的下半部分。许多eastward-propagating对流系统的相速度大约是15米<年代up>−1年代up>,这是类似于案例(N),但上述功能(向东传播的形成云系统和产生的开尔文波)负责更长50 - 60天。eastward-propagating终止(或减弱),强劲的东风流密切相关,强劲的西风流(用白色的圆圈表示),它是由强烈的对流活动暖池地区前15 - 20天。因为新对流云团形成暖池的东部地区,在西半球周期是25 - 30天,这与在东半球(50 - 60天)以西大约150 e。尽管它是感兴趣的看看会发生什么在560天之后,集成已终止的时候,因为它可以被认为是数值实验的主要目标已经实现;建议两种类型的降雨模式可能发生在弱暖池的情况下,所表示的上下部分的图。
结果(M)如图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig3/" target="_blank">3一个>。由于海温异常(1.5 K)被比(S),对流活动暖池面积更强大和更持久,而西半球弱得多。对流的向东传播,表面压力和低空风不是很清楚的情况下(S);即开尔文波的振幅比,以防小得多(S)虽然可以看到更多不同的表面压力异常暖池地区(M)。低压山峰由红色箭头表示,数字和时间间隔。重要的是要注意,异常的峰值的时间间隔,以防(M)需要大范围从20天至60天。开尔文波的传播中最不规则4例(N), (S) (M)和(L)尽管海温异常的强度之间的案例(S)和(L),将如下所示。
图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig4/" target="_blank">4一个>显示结果的情况下(L)的最大海温异常被2.0 K 240天后的案例(M)。正如所料,暖池地区对流非常积极和持久的。降雨的纵向规模也更大。表面的异常压力非常明显。强烈的对流活动产生更显著的开尔文波,在纬向风速。它可能是重要的再评论,开尔文波的振幅是最小的情况下(M)在四个病例。(N),开尔文波是由对流活动相当均匀的纵向统一的海温场。(左),增强了开尔文波暖池地区对流活动,和一些由对流活动的东部约150 e。eastward-propagating对流更强,以防(L)比情况下(M)由于暖池地区较强的对流和产生更强的垂直环流。
山峰表面压力的负异常的红色箭头表示。时间间隔是50 - 60天,约80天。在430天(包含弱峰表示增加30 - 50天而不是80天。)的相速度eastward-propagating东风异常在西半球范围从约15米<年代up>−1年代up>22 m s<年代up>−1年代up>。相速度越快似乎与暖池地区较强的对流和较弱的对流在西半球。
为了理解负异常的时间间隔山峰上面所提到的,表面压力的偏差和低层纬向风速的时间平均也显示在图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig4/" target="_blank">4一个>(以及在数字<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig2/" target="_blank">2一个>和<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig3/" target="_blank">3一个>)。自干扰的时间平均场表示固定组件产生的暖池(静止垂直循环类似于沃克环流),减法的时间平均价值总额使传播组件更明显。至于传播东风异常在西半球,相速度几乎是上面提到的相同。另一方面,传播在0 - 120 e也可以清楚的看到,但这一领域的相速度非常小。小阶段速度的低级东风异常密切相关的持久性低级向西流,导致长期的暖池地区对流。最小的相速度约2 - 3米<年代up>−1年代up>甚至,它可以产生一个长期的80天。
可能它是正确的说开尔文波的相速度(东风的峰值)被强烈对流的影响小暖池区域的活动,因此,时间变得更长。有些研究人员认为,长期以来,以防开尔文波(L)无关,但它主要是由强烈的对流与暖池相关联的活动。然而,见图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig4/" target="_blank">4一个>,e一个年代tw一个rd-propagating开尔文波的振幅还是大甚至只是暖池的西部地区。这表明开尔文波的作用的重要性决定。只有站的概念振荡引起的强烈对流加热似乎并不合适。
向西传播的云团中可以看到降雨模式。然而,SCS的向东传播,这是一个整体的云团,速度非常慢。Kelvein波的长期,持久的对流,缓慢向东传播的SCS暖池区域表明它是执行另一个感兴趣的数值实验通过改变纵向规模<年代vg height="14.5625" id="M69" style="vertical-align:-3.13504pt;width:28.25px;" version="1.1" viewbox="0 0 28.25 14.5625" width="28.25" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig5/" target="_blank">5一个>显示的结果(W)<年代vg height="14.5625" id="M70" style="vertical-align:-3.13504pt;width:28.25px;" version="1.1" viewbox="0 0 28.25 14.5625" width="28.25" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
在上面的,结果从表中列出的5例<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/tab1/" target="_blank">1一个>有被描述的影响强度和暖池的大小(以120 e)。一个额外的数值试验已经完成。的价值<年代vg height="14.575" id="M71" style="vertical-align:-3.23158pt;width:43.950001px;" version="1.1" viewbox="0 0 43.950001 14.575" width="43.950001" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
3.2。暖池地区对流活动
本节描述了有关第二个和第三个问题结果中列出的三个部分<一个href="#sec1">1一个>虽然观察到的相速度(约5米<年代up>−1年代up>)的超级云计算集群(SCC)是不能很好地模拟。就像前面提到的<一个href="#sec1">1一个>,鳞状细胞癌属于天气尺度对流系统(SCS)。更肯定,鳞状细胞癌是系统定义为一个行动迟缓的暖池地区,在许多其他论文。作为一个例子,案例(R)的结果。起初,Hovmollor图表面降雨强度(图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig6/" target="_blank">6一个>)复制图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig7/" target="_blank">7一个>480- 640天,但只有使降雨模式更清晰。从图可以看出,大多数eastward-propagating降雨系统(名为a - k),有点类似于鳞状细胞癌,包括几个westward-propagating降雨系统对应于中尺度云团。集群形成的时间间隔大约2 - 4天,有点长于的观测时间间隔约2天。eastward-propagating系统的生命周期(10 ~ 30天)也不再比观测鳞状细胞癌。向东传播的相速度大约是2 m s<年代up>−1年代up>,显著低于观测鳞状细胞癌(约5米<年代up>−1年代up>)尽管在作者看来,一些信封的低OLR研究Weickmann和节日<一个href="#B80">80年一个>)向东移动速度小于4米的年代<年代up>−1年代up>。物理量中使用的模型和实验条件导致这两个特性(从观察差异)将会在将来的研究中检查。在这方面,这里给出一个备注。在一个二维CCRM OY01 [<一个href="#B11">12一个>]1公里网格,向东癌的速度大约是1 - 2米<年代up>−1年代up>。这种相似性的物理意义在未来的研究应该检查试图模拟观察到的速度。
除了云团便可顺利西进,两个云团向东移动如图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig7/" target="_blank">7一个>。这些集群飑线的财产,其传播方向是不同的(相反的)从低级的风。这些被称为S1和S2。
现在,我们将看到雨水的混合比的水平分布模型的最低水平(表面降雨强度)。数据<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig8/" target="_blank">8一个>(一)和<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig8/" target="_blank">8一个>(d)显示雨水领域从578天12小时到602天00 h的时间间隔12小时。这些数字描述SCC的行为(时间演化)G和H, S1和S2和飑集群。中尺度云团构成G和H命名G1, G2, G3, H1, H2, H3和H4。这七个集群的西进运动和S1和S2的向东运动是清楚地看到虽然S1 583天之后开始向西移动。图中看到一个不切实际的特性是,云计算集群的生命周期太长。需要从5天到10天(甚至更多)。见图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig7/" target="_blank">7一个>,云团的有生之年SCC C, E、K和J不只要SCC G和h .前者的寿命是2 - 5天。
尽管几个重要的特性在鳞状细胞癌和中尺度模拟集群定性,它有一个重要的定量问题,如上所述。大约20公里的大型网格大小肯定是负责这个问题。如果使用一个更小的网格大小,云集群可以很容易被一个新的集群形成的附近。在这种情况下,新集群的形成的时间间隔和集群的生命周期会短比数据所示<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig7/" target="_blank">7一个>和<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig8/" target="_blank">8一个>。看起来,配方使用的模型和参数的值还负责这些问题。但是,应该说,模型(MCRM)有一个能模拟现实的时间尺度的云团(雨带在TC)的情况下,在这许多年了。作为下一步的研究中,作者将寻求其他的可能性:近年海温分布和分布的影响。陆地上的昼夜变化有很强的影响产生对流系统的2天。在作者的理想数值试验的日变化在赤道地区,降雨量大的岛的模型不仅可以模拟现实阶段最大降雨量(LST)最强烈的降雨时间昼夜变化但还与一段时间的对流活动2天(2007年MSJ)的一次会议上提出的。这个特性与消费密切相关的水蒸气,由于强烈的对流由于地表通量及其缓慢复苏。这也被其他作者讨论。可以说,长寿命的鳞状细胞癌和云集群这一研究获得的不一定是由于模型的缺点虽然是确定大网格大小在一定程度上导致了太长时间尺度。也可以预期,本文中描述的结果将有助于更好地理解基础研究和观察条件下进一步的研究。
因为图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig8/" target="_blank">8一个>覆盖面积大,有些很难看到每个云计算集群的行为的细节,一个较小的区域集群云H1在图所示<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig9/" target="_blank">9一个>。相比之下,图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig8/" target="_blank">8一个>,雨水分布的细节更清楚地看到虽然细分辨率在创建人物<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig8/" target="_blank">8一个>将是更清晰的分布。雨水分布在图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig9/" target="_blank">9一个>显示的时间间隔从588天2小时2 h(588: 02) 590天00 h (599: 00)。集群的区域规模H1是800 - 1500公里,这是更大的比孤立的中尺度集群通常观察到热带地区。虽然作者描述的层次结构的LCS MJO就可,SCS, MCS(对应于中尺度集群),MC,积云对流部分<一个href="#sec1">1一个>,图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig9/" target="_blank">9一个>显示集群H1由mcs。在588年:02,可以认为集群H1由MCS H1A和H1B。MCS H1A向东移动,和不构成H1 589: 00。小型集群,这被称为MCS H1C,位于西部的H1在588:06,向东移动,加入集群H1。MCS H1D周围形成H1和加入MCS H1E的西部边缘,位于西部的H1在早期阶段,向东移动,构成了西方集群H1的一部分。后589:14日集群H1包含两个H1B H1E, mcs和大型集群区域规模超过1000公里被认为在这个阶段。
(一)雨水年代trong>
(b)年代trong>
就像前面提到的<一个href="#sec1">1一个>,MCS MC的一种组织形式。雨水混合比峰值计算MC峰值对应的图中可以看到<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig9/" target="_blank">9一个>。虽然MCRM可以有效地用于水平网格大小的5 - 20公里,20公里的网格大小在这项研究中的应用是有点太大正确描述MC。(最理想的网格大小对模拟MC是1公里左右。)计算MC的生命周期太长。因此,进一步讨论MC的行为并不在本文。一个重要的问题是令人不满意的属性计算MC大大影响云的行为集群(mcs)和鳞状细胞癌。这个问题将在未来研究可以使用更好的解决。应该补充说,模拟时间尺度的模型有能力从网格的MC在某种程度上在TCs和Baiu-Meiyu方面的情况下,就像作者之前的研究中所示。数值实验与其他实验条件以及更好的分辨率可能回答本问题。
第二个例子的云团如图的行为<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig10/" target="_blank">10一个>为集群G3。这个集群包含三个mcs G3A G3B,和G3C 587: 02。MCS G3A加入G3B和衰变在东部G3的一部分。MCS G3C 588年后加入G3B: 06和衰变(或失去其身份)在西方G3的一部分。集群G3的单个系统MCS G3B后588:10 ~ 16。需要近圆形而不是一个乐队的形状后588:16,其水平规模约为400公里。
(一)雨水年代trong>
(b)年代trong>
图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig11/" target="_blank">11一个>显示了集群的结果G1的时间间隔4小时。左边和右边的图中所示的区域<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig11/" target="_blank">11 (b)一个>是不同的,也不同于图吗<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig11/" target="_blank">(11日)一个>。一小MCS G1A 579: 04年增长而向南移动。580年一段成熟:04 - 580:16,然后迅速衰减。这MCS构成集群G1的东部地区。MCS G1B,形成约579:20,581年后开始失去其身份:00。MCS G1C开始生长在580:16。MCS G1D形式几乎同时G1C其西方(约107 e,外区域如图所示)。它是一个单一MCS构成集群G1后582:12。横坐标是约400公里。本例中,如图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig11/" target="_blank">11一个>最典型的例子之一是新MCS旧西部的形式。
(一)雨水年代trong>
(b)年代trong>
作者认为一个典型的组织形式的MC MCS 200 - 500公里的水平尺度,这对应于较小的所谓的中间部分<年代vg height="7.1750002" id="M74" style="vertical-align:-0.1254pt;width:8.9375px;" version="1.1" viewbox="0 0 8.9375 7.1750002" width="8.9375" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
我们的下一个问题就是为什么新MCS往往形成和成长老西部的MCS的云团构成SCC虽然一个新的云计算集群往往形成的东部旧(向东传播云团的鳞状细胞癌的一个信封)。为了理解这个问题,低层风场以及表面附近的雨水混合比在580天图的下半部分所示<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig12/" target="_blank">12一个>。集群F4, G1和S1。这雨水字段对应于较小的区域显示在左边的数字<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig8/" target="_blank">8一个>(一)和<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig11/" target="_blank">11一个>(一个)。在这个阶段,集群G1由MCS G1A和G1B。可以看出,西风,向西北和西南流导致集群G1。垂直切变低对流层是东风切变(垂直简介:不显示),这有助于新对流的形成和增长的西部现有的对流,已在多年(自1970年代以来)。来自西北的空气流量来了,在许多情况下,从北部地区盛行东风流。
(一)年代trong>
(b)年代trong>
图的上部分<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig12/" target="_blank">12一个>显示了云水(冰云在自然界)混合比和200 hPa的风场。理所当然的,云对流产生的水是由上层流水的流出。在这个图中,西南~西风和东北~北流明显。
另一个例子是图所示<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig13/" target="_blank">13一个>。选择的时间是588天,四个集群G2, G3, H1, H2存在。雨水字段对应的图所示<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig8/" target="_blank">8一个>(b)。集群H1由MCS H1A和H1B(最左边的图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig9/" target="_blank">9(一个)一个>;几乎同一时间)和集群G3由MCS G3A G3B和G3C(最低的数字<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig10/" target="_blank">10 ()一个>)。在较低的面板图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig13/" target="_blank">13一个>低级的字段,可以清楚地看到,空气在北部地区东风组件,它把它的方向,它有来自西北的组件,当它进入集群H1。在其他情况下,西南流从南半球也会导致集群H1 (G2和G3)。在对流层上部,观察到明显的流出南风和北风组件,和纬向流没有明显向西和向东的组件在大多数地区的这个图所示。
(一)年代trong>
(b)年代trong>
4所示。额外的讨论
4.1。Wave-CISK
就像前面提到的<一个href="#sec1">1一个>,作者认为这个词wave-CISK作为湿对流不稳定意味着合作互动(各种)和大规模的(包括天气尺度和世界范围的)波。关于wave-CISK似乎不恰当的描述,这可能会导致误解,经常。取决于一个人的定义(例如,曹国伟(<一个href="#B34">34一个>])。wave-CISK的作者目前的理解和设想在1970年代早期在某些方面和在其他方面显著不同。作为Ooyama [<一个href="#B81">81年一个>)说,一个人应该视图wave-CISK (CISK)的概念的内容与进展研究的发展和成熟。
discharge-recharge机制提出了叶片和哈特曼(<一个href="#B82">82年一个>]。这种机制似乎对应消费(由于对流)和恢复(由于海面通量)的水蒸气,已被认为是wave-CISK至关重要。例如,水蒸气的恢复问题,时间尺度讨论Ooyama [<一个href="#B81">81年一个>]。Kemball-Cook和我们<一个href="#B83">83年一个>]讨论了建筑的重要性和放电的低级潮湿的静态能量决定的。MJO就可(然而,他们也提到,没有必要调用大规模波运动来解释观察到的振动对流)。本尼迪克特和兰德尔(<一个href="#B84">84年一个>]讨论了该机制的重要性的低级湿润,浅对流加热。正如上面提到的,机制包含在这些讨论可以被视为一个wave-CISK的重要组成部分。的时间演化和加热的垂直剖面水分,这应该是一个有趣的结果,不是本文所示但还有待公布。
全家的机制提出了伊曼纽尔(<一个href="#B71">71年一个>)和Neelin et al。<一个href="#B72">72年一个>),如前所述<一个href="#sec1">1一个>。Hayashi和高德<一个href="#B85">85年一个>)认为,动力学振荡维护主要通过evaporation-wind反馈(EWF:类似于全家)机制。目前的作者认为表面热量和水分通量的依赖CISK风速是其中的一个重要组成部分(包括wave-CISK)。这是重要依据TC研究自1960年代以来。这显然是Ooyama所示<一个href="#B57">57一个>]。更强的风地区地表通量,是边界层中的湍流过程的一般属性,优惠或重要CISK水蒸气可以补偿由对流活动消耗更多表面通量由于更强的风已经由对流活动。
全家的影响的另一个方面是,一波由于wave-CISK往往传播东(西)的存在环境、低级伊斯特利(西风)流,因为西对比表面通量环境流的叠加的结果和相关的流波,就像伊曼纽尔(建议<一个href="#B71">71年一个>)和Neelin et al。<一个href="#B72">72年一个>]。研究OY01 [<一个href="#B11">12一个>)的二维CCRM是基于这种影响全家。然而,当科里奥利参数取决于纬度,在自然也在目前的研究中,世界范围的向东传播波主要是由于这种效果,尽可能体现开尔文波(开尔文波在通常情况下的主导地位)。全家可能发挥重要作用但不重要的波传播。
w一个ve-CISK相关的另一个问题是表面摩擦的作用(大气和海洋之间的摩擦表面)。时出现的一种不稳定表面摩擦是包含在模型经常被称为摩擦wave-CISK。这种类型被发现在线性分析的不稳定性在TC Syono和山崎裕的研究(<一个href="#B22">22一个>]显示,两种类型的重力波的不稳定性和不表面摩擦。开尔文波的CISK以及重力wave-CISK研究Hayashi [<一个href="#B86">86年一个>由王[],后来<一个href="#B37">37一个>)和其他人(例如,小王和瑞<一个href="#B87">87年一个>];谢和Kubokawa<一个href="#B88">88年一个>];王,李<一个href="#B89">89年一个>];Salby et al。<一个href="#B90">90年一个>];小王和施莱辛格<一个href="#B91">91年一个>];Kemball-Cook和我们<一个href="#B83">83年一个>])。这个问题也讨论了Oouchi和山崎裕<一个href="#B38">38一个>]。后者是最重要的一个结果,开尔文波引起的对流加热表面摩擦的存在色散,而中性开尔文波非色散Matsuno [<一个href="#B28">28一个>]。
虽然在wave-CISK表面摩擦的作用可能被理解在相当程度上线性稳定性分析的结果而言,我们的重要的问题应该是针对表面摩擦的作用在一个非线性模型(自然)。作者试图在某种程度上理解这个问题。但是,没有得到明确的答复。的数值试验在这项研究中,表面摩擦强烈影响环境等流动不仅副热带东风与中纬度斜压波也流在赤道开尔文波的嵌入式领域。没有表面摩擦,流非常不同于在数值实验中获得的。只有表面的直接影响摩擦开尔文波提取,保持环境流。只有理想化的数值实验执行,没有环境流,各种区域域的循环条件。数值实验证实了开尔文波的色散性质由Oouchi建议和山崎裕<一个href="#B38">38一个>]。也就是说,在的情况下的速度向东传播是22 m s<年代up>−1年代up>纬向波长为40000公里,速度是9米<年代up>−1年代up>和6米年代<年代up>−1年代up>纬向波长的10000公里和5000公里,分别。虽然这些修改速度根据实验条件,它可以建议色散性质不会改变。只有这个角色的表面摩擦是作者可以建议在现阶段。一定表面摩擦作用显著(有利的)在赤道地区的对流活动通过摩擦收敛,因为副热带东风带通常是礼物。然而,直接影响(非色散性质)的表面摩擦开尔文波在未来仍有待研究。
对流加热的垂直剖面是非常重要的,特别是在模型中加热的情况下直接控制着世界范围的(或天气尺度波),如前所述<一个href="#sec1">1一个>。在这一点上,我们的问题是到什么程度上的加热层状云(层状加热)和冷却与层状降水在开尔文wave-CISK扮演重要的角色。作者尚未认识到的重要性可能产生的层状降水头重脚轻的加热概要文件(例如,林et al。<一个href="#B92">92年一个>)据开尔文波的不稳定(结构)。此外,作者并没有理解,不稳定层状地图(<一个href="#B93">93年一个>和旷moisture-stratiform不稳定<一个href="#B94">94年一个>)中扮演重要角色。MJO就可
4.2。对流层湿度和潜在不稳定
Wave-CISK只能发生在潜在不稳定的存在,它的特点是积极的角(对流可用势能)。近年来,一些研究人员已经讨论了湿润的重要性高于边界层中(例如,马宏升和哈特曼(MJO就可<一个href="#B95">95年一个>];马宏升(<一个href="#B96">96年一个>];骨和伊曼纽尔<一个href="#B78">78年一个>])。湿对流mid-tropospheric湿度的敏感性还讨论了(例如,德比郡et al ., (<一个href="#B97">97年一个>])。对流活动的湿度和降雨量的重要性进行了研究使用观测数据(例如,布雷瑟et al ., (<一个href="#B98">98年一个>]。朱et al。<一个href="#B99">99年一个>]表明,降水强度随着列综合相对湿度的增加,它应该是一个指数递增函数列的饱和分数更好的模拟。MJO就可湿度在对流活动的重要性是众所周知的,至少自1960年代以来。中什么是重要的讨论wave-CISK(一般CISK)是如何交互的对流层相对湿度的行为结果湿对流和大规模的运动。数值模型与粗网格,它取决于对待湿对流的影响(或参数化)。一些研究了相对湿度阈值参数化对流在全球大气环流模型,从而获得更好的结果(例如,小王和施莱辛格(<一个href="#B91">91年一个>];张和μ(<一个href="#B100">One hundred.一个>])。Thayer-Calder和兰德尔(<一个href="#B101">101年一个>]建议对流保湿的重要性;即模型必须现实地表示对流过程,滋润整个气氛为了模拟。MJO就可
山崎裕的MCRM [<一个href="#B43">43一个>,<一个href="#B54">54一个>),对流的活跃区域更潮湿的中尺度的联合效应的结果(大规模)上升运动和对流活动。作者在热带气旋和Baiu-Meiyu方面看到这种特性计算与MCRM这25年。这也适用于当前的数值实验。MJO就可
正确的面板数据<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig14/" target="_blank">(14日)一个>和<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig14/" target="_blank">14 (b)一个>相对湿度的显示Hovmollor图700 hPa在900 hPa同期如图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig7/" target="_blank">7一个>。云的混合比水(冰云在自然界)200 hPa的左面板图所示<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig14/" target="_blank">(14日)一个>。这些量是平均3 s-3n(不是5 s-5n)。低级的混合比雨水,这对应于图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig7/" target="_blank">7一个>,显示在左边的数字<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig14/" target="_blank">14 (c)一个>(平均3 s-3n)。为了方便起见,表面压力和纬向速度925 hPa(图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig14/" target="_blank">14 (d)一个>)复制从图的一部分<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig6/" target="_blank">6一个>(平均5 s-5n)。
(一)年代trong>
(b)年代trong>
(c)年代trong>
(d)年代trong>
从这些数据可以看到,活跃的对流和降水区域通常比其他领域更潮湿。对流层上层也更加潮湿(没有显示)。这个结果意味着MCRM满足建议Thayer-Calder和兰德尔(<一个href="#B101">101年一个>]。正如上面提到的,这个特性的一般属性的湿度场MCRM这25年。
另一个重要特性是,东部地区的暖池面积比暖池面积在900 hPa更潮湿,而前者比后者在干燥机700 hPa在模型中虽然有点太干。这个特性意味着向下运动与行星尺度环流使得大气干燥机在700 hPa暖池区和外更浅云存在的暖池的东部地区(没有显示)。暖池面积在900 hPa不如外面的区域,因为潮湿的补偿向下运动由于强烈的对流暖池地区。
图的左面板<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig14/" target="_blank">14 (b)一个>显示了Hovmollor图B(700),测量空气的浮力上升的边界层获得700 hPa。尽管垂直剖面的浮力也很重要,在他的论文作者提出了这个数量只显示一个图关于浮力。这是因为他认为这个量应该是最重要的。换句话说,作者没有考虑角是最重要的。制定MCRM subgrid-scale积云对流的影响是基于这种考虑(山崎裕(<一个href="#B43">43一个>,<一个href="#B54">54一个>])。因为潜在不稳定(积极的角)是对流的必要条件之一,B(700)是积极的在几乎所有地区中尺度降水的感觉,看到的数字。更不用说,潮湿的空气在上部(约925 hPa)边界层和降低空气温度在700 hPa有助于积极B (700)。右边的面板图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig14/" target="_blank">14 (c)一个>显示了在980 hPa温度异常。冷池的重要性与活跃的对流可以证实。
雷蒙德和福克斯<一个href="#B102">102年一个>,<一个href="#B103">103年一个>]探索的假说是由MJO就可“水分模式”不稳定。这个词是来自于他们的观点在数值研究与过去的参数化方案,没有适当地将湿对流的影响。在作者看来,这并非一个新类型的不稳定,但它对应的一部分CISK(如固定CISK和缓慢移动开尔文wave-CISK)。他们的一些结果和目前的结果有关的行为在MJO就可暖池地区似乎有一些共同的属性虽然使用的模型和不稳定的条件是不同的。
虽然有些作者没有提到潜在不稳定的重要性(正面角),而是强调相对湿度的重要性近年来,作者认为它是最重要的,讨论wave-CISK潜在不稳定的问题。潜在不稳定wave-CISK是最重要的和必要的条件。作者强调在他之前的论文。MCRM,空气相对湿度,但积极的浮力,从边界层最重要的物理量之一subgrid-scale对流加热虽然相对湿度显著影响上升空气的浮力。
4.3。其他问题
重要问题之一的相对优势是MJO就可eastward-propagating开尔文波和似稳组件通常表现得像一个局部振荡站在暖池区。可以说,前者是增强或兴奋,后者虽然后者强烈影响前者(更具体地说,通过相关的低级风前)。一些局部站振荡的特点和相对优势描述了张和亨顿(<一个href="#B104">104年一个>]。也是目前所示数值实验,确定了相对优势主要由海温异常及其梯度(数字<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig1/" target="_blank">1一个>- - - - - -<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig6/" target="_blank">6一个>)。看来,固定组件(或站振荡)太明显的情况下(左)和(W)的最大海温异常是2 K。动力学振荡的一个例子是由强大的平稳振荡被许显示等。<一个href="#B105">105年一个>]。他们还表明,对流层上层环流在全球没有完成这个循环。这不同于其他研究的结果(例如,克努森和Weickmann [<一个href="#B106">106年一个>])。说,站在振动的主导地位可能表明零波数占主导地位。在风场,但后者不明显(几何)和温度场的压力,就像提到的伊藤和Nishi<一个href="#B107">107年一个>]。温度(图中未显示)和表面压力场的情况下(左),(W)和(R)清楚地表明这个特性。
上述问题密切相关,这也是我们的重要问题澄清是否eastward-propagating开尔文波强烈影响振荡站在暖池区。胡和兰德尔(<一个href="#B108">108年一个>)认为,动态诱导对流不需要解释观察到的振荡,这是一个副作用。他们还建议,长时间尺度的辐射冷却低频振荡是一个重要因素。目前作者认为经济复苏的时间尺度水汽场由于表面通量补偿消耗水汽比这重要得多的辐射冷却和eastward-propagating波(以及表面通量)中扮演一个重要的角色来确定时间尺度的振荡暖池区。为了回答这个问题,很明显,它可能是最好的方式来执行数值试验采用一个足够宽的带状区域约40000公里,或一个对流的条件外暖池面积抑制。
的评论是由低级的雨水(表面降雨)之间的关系和上层水云领域。作者通常检查(或一直感兴趣)低级雨水领域首先进行数值实验,因为他认为描述低级雨水对更好的理解更重要(不与观测结果进行比较),比上层云水(冰云自然)的许多问题。然而,我们也关注上层云水领域,特别是因为大多数观察性研究从卫星数据所描述的结果,因为更好的模拟上层云水领域辐射预算在将来的研究中是很重要的。这里我们关心的是是否有重要区别分布和低的雨水和上层云水的行为存在。比较Hovmollor图的两个字段(左面板数据<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig14/" target="_blank">(14日)一个>和<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig14/" target="_blank">14 (c)一个>)表明,这些本质上是类似尽管上层云是更广泛的传播,众所周知。eastward-propagation速度约5米<年代up>−1年代up>是清楚地看到在这两个领域(平均3 s-3n)。这是不清楚图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig7/" target="_blank">7一个>(平均5 s-5n)。这个速度对应于SCS的观察阶段速度(包括鳞状细胞癌),许多作者都从卫星获得的数据。自本作者认为低级雨水领域重要得多比上层云更好地理解wave-CISK用水,希望更低级的雨水的观测数据将在未来获得。澄清哪些方面是很重要的这一研究获得的结果将被验证或失效等观察。
最终数值实验提出了执行最大海温异常为1.5 K,这是一样的,以防(M),其他条件相同的情况下(R)。longitude-time部分相应的数据<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig3/" target="_blank">3一个>(M)和<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig6/" target="_blank">6一个>(R)在图所示<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig15/" target="_blank">(15日)一个>,但纬向速度175 hPa显示而不是表面的压力偏差。的可变性的时间间隔极小曲面压力显著,如例(M)。的时间间隔从20天到55天。另一方面,低层纬向速度只有六大向东方向的传播。这有点相比更多的传播(短时间尺度)的情况下(M)和(R)。这主要是由于对海温的影响较小的梯度和弱异常。众所周知,上层纬向流几乎与低级流阶段。非常强劲的西风流超过20米<年代up>−1年代up>可以看到在上层。低层西风流和上层东风流战胜暖池的活跃的对流和降水区域,通常被观察到。相对缓慢的传播暖池周围的纬向风速区域和相对快速传播在西半球也可以看到的,和其他两种情况。表面压力场,zero-wavenumber幅度大,展品向东传播快得多。
(一)年代trong>
(b)年代trong>
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图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig15/" target="_blank">15 (b)一个>显示了上层云水,衡量潜在不稳定B (700 hPa),和相对湿度为700 hPa - 900 hPa,相应的数据<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig14/" target="_blank">(14日)一个>和<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig14/" target="_blank">14 (b)一个>。描述为例(R)也在这种情况下有效的定性。主要在暖池对流区域更潮湿700 hPa(也在对流层上部,不显示)。900 hPa,更湿润暖池区域的东部。表面附近的温度(右面板)低对流活跃地区由于蒸发冷却,和更高的无云区域,在绝热压缩由于向下运动时,也见过图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig14/" target="_blank">14 (c)一个>。
图<一个href="//www.newsama.com/journals/amete/2011/296914/fig15/" target="_blank">15 (c)一个>显示了经向风的组件和上水平低。两个不同的值平均5 s-5n和10 n-15n显示。看到这些数字最显著特征是天气尺度波传播西在较低水平。信封的叠加,向东传播向西传播和有点停滞不前的模式也可以看到。这些传播速度明显放缓相比与纬向风。10-15N,强大的漩涡(TCs)经常出现(图中未显示),从强烈建议10-15N平均(甚至)北流只是西部的南流。在上层,几乎固定模式。向东传播的相速度的东暖池面积只有约1 m s<年代up>−1年代up>。物理机制还有待研究。这最后一个实验是一个一步数值试验在更现实的(观察)条件下,将未来的报道。
5。结束语
介绍了数值实验的结果是作者进行更好的理解的第一步。MJO就可本研究的主要特性之一是,它使用作者的mesoscale-convection——解决模型(MCRM)已被使用,在这25年里,他研究热带气旋等一些现象(包括形成过程)和云集群与Baiu-Meiyu方面有关。有些大的网格大小约20公里用于更有效的研究,尽管一个网格大小为10公里或5公里是更可取的。本研究的主要目标之一是检查到什么程度MCRM可以描述观察到的属性(行为)(和大规模对流系统),MJO就可SCS(天气尺度对流系统包括鳞状细胞癌),和MCS(中尺度对流系统)和MC(中尺度对流;一个基本的组织形式的积云对流)。本研究的另一个特点是,作者打算理解观察到通过考虑MJO就可简化和理想化的实验条件的第一步。因此,良好的模拟有点MJO就可超出了本研究的范围。最重要的点在这项研究是理解发生了什么模型和观测到的。MJO就可推断出哪些条件是重要的这项研究表明,数值试验应由陆地分布的考虑下一步的研究。
结果之一,作者以前不一定期望(或推断)进行数值实验的时期并不单调变化MJO就可增加暖池地区海温异常。之间的两个极端情况下(海温在纵向方向上均匀和大型海温异常对应于印度/西太平洋),有一个政权时期的变化范围从20到60天。纵向的、统一的海温eastward-propagating开尔文波是显性的,而在一个强大的暖池的情况下,一个似稳对流系统(明显的时间变化;站振荡)是在暖池形成区域,它强烈提高开尔文波传播全球向东。在某个政权之间的两种极端情况下,对流活动有两个不同的属性共存,这是强烈的相互作用。因此,振荡的周期变得复杂。
另一个明显的数值实验的结果是中尺度云团,构成SCS(包括鳞状细胞癌),通常包含两个或三个中尺度对流系统(mcs),每个中间<年代vg height="7.1750002" id="M78" style="vertical-align:-0.1254pt;width:8.9375px;" version="1.1" viewbox="0 0 8.9375 7.1750002" width="8.9375" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
模型观测结果的最显著的区别是,许多mcs的有生之年,云团,癌是太长了。是否这是不可避免的情况下从网格和本研究中使用的实验条件是否负责仍有待研究。就像前面提到的<一个href="#sec3">3一个>,作者的理想数值试验的昼夜变化的降雨量很大岛在赤道区域显示MCRM可以用一段时间的模拟对流活动2天。一些作者也表明,陆地上的昼夜变化有很强的影响产生对流活动和一段时间的2天。包含近年分布作为本研究的下一步将是重要的,尤其是对mcs的有生之年,云团,癌(除了分布的热带气旋)。
在这一点上,一句话。尽管一些作者(例如,(<一个href="#B109">109年一个>,<一个href="#B110">110年一个>])解释为期两天的时期云团在SCC westward-propagating inertio-gravity波,作者解释MCs的云计算集群作为一种组织形式,尽管重力波(小尺度和中尺度)导致对流的组织;集群不是一个inertio-gravity波。至于SCC的重要性,MJO就可亨顿和Liebmann [<一个href="#B111">111年一个>)表示,鳞状细胞癌似乎没有的一个显著特征,鳞状细胞癌的作用MJO就可在激发和传播是MJO就可质疑。建议从观察和模型结果在这些多年,看来鳞状细胞癌是一种自然对流的结果组织印度/西太平洋暖池区域,它扮演着一个很重要的角色,作为其MJO就可组件。
包含近年分布在未来的研究中还将修改对流活动的其他方面。已经指出,对流活动较弱的海上大陆,为例。,(<一个href="#B104">104年一个>,<一个href="#B112">112年一个>,<一个href="#B113">113年一个>]。对流活动在美国和非洲大陆必须模拟。一个更现实的海温分布(如冷池的包容和南部的赤道东太平洋)也很重要。这是我们强烈关注,看看和各种类型的MJO就可在现实条件下对流系统的行为模型。
就像前面提到的<一个href="#sec2">2一个>、斜压不稳定发生在中纬度地区的数值实验。模型的行为和对流系统应该间接影响MJO就可发生在中纬度地区和更强烈的影响行为的亚热带高位,与斜压不稳定密切相关。至于温带迫使,可能导致对流在印度洋的初始激发(或)MJO就可爆发,一些作者已经讨论了亚热带罗斯比波列的角色(例如,徐et al。<一个href="#B105">105年一个>])。中间纬度斜压漩涡的重要性在赤道CISK的激励模式在叶片的discharge-recharge理论指出,哈特曼(<一个href="#B82">82年一个>])。这些问题也有趣,但超出本研究的范围。热带气旋相关的问题还有待MJO就可在未来。
它可能是有用的参考云解决对流参数化(该,格拉博夫斯基(<一个href="#B114">114年一个>])。早期尝试研究与该由格拉博夫斯基(MJO就可<一个href="#B115">115年一个>]。一些最近的全球大气环流模型(SP-CAM)使用超参数化(SP:该一样)研究包括例如,MJO就可(<一个href="#B101">101年一个>,<一个href="#B116">116年一个>- - - - - -<一个href="#B118">118年一个>])。由于粗水平分辨率(例如T42)已被使用,研究的目标与MCRM SP-CAM和目前的研究应该在某些方面不同。作者的兴趣是SP-GCM如何行为在未来当分辨率好。
之前经常提到的作者的论文,MCRM是发达国家在1980年代研究各种现象滋润对流中扮演一个重要的角色,与改善现有的湿对流参数化方案的意图。最近的研究全球变暖对热带气旋的影响仍然使用参数化方案本质上是类似于1980年代。在不久的将来当一个细网格(如20公里网格)可以使用,作者预计MCRM将有助于全球变暖效应的研究。为此,进一步的研究与MCRM MJO就可应该是重要的。
就像前面提到的<一个href="#sec1">1一个>,在这项研究中使用的MCRM流体静力学模型。近年来的研究和/或鳞状细胞癌MJO就可由nonhydrostatic模型如(<一个href="#B119">119年一个>- - - - - -<一个href="#B121">121年一个>]。尽管水平不够细网格大小用来解决积云对流,subgrid-scale对流的影响没有考虑。作者感兴趣的是了解到什么程度模型可以正确治疗和各种类型的对流系统MJO就可。比较的结果从MCRM和粗网格nonhydrostatic模型将回答这个问题。数值试验在相同条件下和网格大小尚未执行,然而。
毫无疑问,与细网格nonhydrostatic全局模型(如1公里网格)将(容易)用于研究许多问题在不久的将来。即使在这种情况下,粗网格,静压和nonhydrostatic模型将为有效的研究仍然有用。一个nonhydrostatic MCRM还被应用于这个目的(山崎裕<一个href="#B56">56一个>])。由于静压MCRM更有效比nonhydrostatic MCRM,前者是用于这项研究。然而,后者有不同的优点,它将更有用的其他目标的研究。比较三个结果从静水和nonhydrostatic MCRMs,和粗网格nonhydrostatic模型没有subgrid-scale影响将有助于我们更好地理解所观察到的现象,从而,提高这些模型。在某些限制条件下,cumulus-convection-resolving(全球)模型(1公里或更少)的网格大小将被使用,它也应该是重要的对于更好地理解观察现象和提高两个MCRMs。
不用说,研究人员之间的交互是非常重要的。虽然该研究绝不是满意的理解和相关MJO就可对流系统,和一些必要的研究(建模研究以及观察性研究)保持,希望这项研究将有助于这一研究领域的研究人员之间的交互,这将有助于气象学的发展通过这个开放获取期刊“气象学的进展”。
确认
数值实验已经进行使用NEC SX-8R超级计算机在日本地球科学和技术部门的。至于绘图数据,作者感谢y Wakazuki博士他安排社区电脑的研究团队。
尾注
- 相速度被描述为10 - 15米<年代up>−1年代up>N88,癌与慢相速度(5 - 10米<年代up>−1年代up>)在N88被刘et al。<一个href="#B12">10一个>]。
- 假设加热率成正比的垂直速度边界层的顶部,所提出的Ooyama [<一个href="#B20">20.一个>在他TC的研究。在这方面,一个评论是必要的。一些后续的研究者将这种类型的参数化称为“CISK-type参数化”。然而,这一项是不合适的,因为其他的参数化方案也被(也应该)用于CISK的研究。
- Y69 Y71,对流层中的东风波也的一个主要问题。
- 作者使用术语wave-CISK显示不稳定由于合作一波之间的相互作用和湿对流,山崎裕(所<一个href="#B18">18一个>,<一个href="#B33">33一个>],OY01 [<一个href="#B11">12一个>]。一些研究人员(例如,曹国伟(<一个href="#B34">34一个>)使用它作为讨论的暗示不稳定类型在1980年代和1970年代(包括不现实的不稳定性、小规模的开尔文波和重力波)。作者的定义也不同于曹国伟和林<一个href="#B35">35一个>)的声明,wave-CISk负责云计算集群的发展。作者认为适当使用术语wave-CISK开尔文波的不稳定,和SCC云团的合奏。在TCs的情况下,被称为CISK现象不是一个雨带(对应于云计算集群),但TC,雨带的合奏,各种造型对流系统包括一个眼壁。
- 重力波的不稳定性是两种垂直模式之间的相互作用的结果,是由Syono和山崎裕(<一个href="#B22">22一个>]。也表明,驻波参数化加热率超过临界值时发生在对流层较低。这种不稳定性,这对应于第一类条件不稳定(CIFK),也由于不合适的湿对流参数化,因为为了避免CIFK使用的参数化。之后讨论了这些不稳定常和Lim<一个href="#B36">36一个>与赤道beta-plane模型。当考虑表面摩擦时,另一种类型的一个不稳定的重力波(例如,获得Syono和山崎裕<一个href="#B22">22一个>];王(<一个href="#B37">37一个>];Oouchi和山崎裕<一个href="#B38">38一个>])。
- Cumulus-convection-resolving模型(CCRM)对应于云解决模型(CRM)用于水平网格大小1公里- 100 m。一些研究人员使用术语CRM等较大的网格大小5公里。还应该提到这个词云解决是相当普遍的术语,它可以用于广泛的云。本研究中使用的模型(MCRM)也属于CRM在这个意义上。因此,作者使用了术语CCRM代替CRM。这也是基于认识到,重要的是要解决积云对流湿对流的基本模式,除非积云对流的影响考虑在内(或参数化)。
- 一些研究人员认为,无条件的加热情况下是不现实的。然而,这种情况下的讨论是非常重要的第一步,因为稳定的本质属性获得无条件的加热情况下,和现实条件推断的重要属性。
- 因为没有开尔文波不同但低对流层罗斯比波状的模式是不同的,在作者看来,这波可能不对应。MJO就可
- 1993年在加州大学洛杉矶分校的一个车间,未发表的。