能量频散是一个基础性的科学问题,与台风、暴雨、地震等灾害密切相关,一直受到多学科研究人员和广大预报员的关注.孤立圆涡能量频散的动力学已经清楚.但是,造成天气灾害的往往是非孤立圆涡.非孤立圆涡能量频散的动力学尚待探索.本文用线性化的正压无幅散涡度方程,研究了非孤立圆涡能量频散的特征.这里,非孤立圆涡指的是:一个热带气旋(TC)涡旋和一个中尺度涡构成的复杂构型.基于傅里叶变换的解析解和基于空间差分格式的数值解一致地显示:(1)在只有TC涡旋的条件下,涡旋能量频散形成一个TC-G-D的波列,3个波列成员中心的连线是一条与x轴平行的直线.这里,“G”和“D”分别代表高值和低值系统.(2)在非孤立圆涡的条件下,涡旋能量频散也形成了一个TC-G-D的波列,但是,3个波列成员中心的连线不再是一条与x轴平行的直线,而是一个三角形.(3)三角形底角的角度与初始中尺度涡的强度之间存在非线性联系.这些结果在台风预测中具有应用前景.
涡旋 热带气旋 复杂构型 能量频散 波列