Мелкая конвекция и формирование тропических циклонов

В работе рассмотрены процессы взаимодействия конвективного атмосферного пограничного слоя с источником тепла и фонового геострофического потока, которые могут приводить к формированию тропических циклонов, как системы замкнутых циркуляций. Развиваются представления о роли мелкой влажной конвекции в виде скоплений пассатных облаков, как важном факторе формирования тропических циклонов.
В рамках модели взаимодействия конвективного пограничного слоя, ограниченного инверсией, и геострофического потока в свободной атмосфере, показано, что при определенных условиях в полях функций тока в пограничном слое и в свободной атмосфере появляются области замкнутых циркуляций. Эти условия формирования выражаются в виде соотношений параметров подобия, включающих основные характеристики атмосферы, фонового потока, пограничного слоя – высоты, силы инверсии, интенсивности и размеров источника тепла. В рамках предложенной модели дается интерпретация известных фактов о тропических возмущениях. Связывая нагревание с температурой поверхности, показано сильное ее влияния на скорость формирования. Модельные расчеты показывают, что картина развивающихся потоков существенно зависит от распределения нагревания. Так источник в виде плато показывает возможность образования в свободной атмосфере узкого кольца циклонического ветра, окружающего область слабых антициклонических движений. Подобное отмечается и в развитии реальных циклонов. Обсуждаются результаты расчетов, показывающие образование таких кольцевых вихрей, их распад в следствие неустойчивости на мезовихри и слияние последних в один циклон. Важность явления дробления тропических облачных систем синоптического масштаба на мезовихри и слияния их в один в процессах формирования тропических циклонов на основании наблюдений отмечается рядом авторов, а возможность слияния наблюдаемых со спутников вихрей в средней атмосфере даже положено в основу одного из методов прогноза формирования тропических циклонов.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект № 06-05-64749, и ДВО РАН, проект №06-П16-064 по программе фундаментальных исследований Президиума РАН