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为什么飓风有眼睛?科学家们仍然不知道

JaredPruch
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科普知识 174 0 2021-9-25 17:40:06

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为什么飓风有眼睛?科学家们仍然不知道-1.jpg
​​旋风眼是安全的地方,也是危险的标志。眼内风平浪静,没有雨。头顶上通常可以看到蓝天。但在风暴眼内有个坏消息--眼睛周围是眼壁,风暴最强大的风在那里旋转。当一个眼睛形成时,这是一个信号,表明气旋变得更有组织性,更强大。这是迈向全面飓风的关键一步。


因此,气象学家仔细观察气旋的眼睛。这些奇怪的地方传达了关于风暴将造成何种破坏力的宝贵信息。然而,尽管研究人员对这些现象的关注很大,但人们对旋风眼的了解却很少。2006出版发现了数百种关于气旋眼形成的解释,其中许多都是相互矛盾的。

但是一位物理学家,一位应用数学家和一位工程师1月12日发表的一篇新论文可能有助于解开这个迷题。

论文中说,建模和计算眼睛的问题在于,飓风(和其他旋风)由许多力量和现象所支配,比如乱流和几个行为不同的层,它们高度复杂。当几个复杂的系统相互作用时,问题就会变得更复杂。

研究人员写道,这是流体力学以及气象学的一个基本问题。

科学家们写道:“尽管眼睛的外观很常见,人们甚至不清楚在不同级别的大气涡旋中是否存在相同的基本机制。在缺乏这样一种基本理解的情况下,人们无法可靠地预测眼睛何时应该形成,或者不应该形成。”

他们在2018年的论文中写道,“在各种尝试中,我们必须谨慎地来模拟旋风眼,并且必须强调,在目前的模式中,大气涡旋的某些基本特征已经被丢弃。这些特征包括垂直分层、空间变化和各向异性的涡流粘性(控制空气可能会碰撞和抖动的奇怪的内力),以及水蒸气凝结引起的潜热释放。”

不过,他们写道,他们的模型对于现实世界中出现的热带风暴来说是一个简化的模拟。

最重要的一点是,至少在这个简化的模型中,当风暴的内摩擦、速度和地球对风暴的作用力都达到微妙的平衡时,气旋眼就形成了。

研究人员说,重要的是要注意,这些结果并没有完全回答为什么眼睛在飓风中形成的问题--太多的因素被忽略了,而且他们的模型完全可能没有像他们预期的那样模拟飓风。

他们写道,这项研究所做的是为回答有关飓风的一些基本问题指明前进的方向。
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