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本帖最后由 methk 于 2013-10-26 22:02 编辑
每逢風季,總是看到一些文章寫著「CISK機制成功啟動」、「CISK運作良好」云云。CISK在1964年由Charney&Eliassen提出到1980年代初,都廣受支持及採用。可是其後已被一連串學者的研究(例如Smith 1997)質疑不能解釋TC的生成與增強。為甚麼到了今天,CISK仍然可見於一些TC教材或熱帶氣象學課程中呢?那是因為CISK清晰簡單易懂。
CISK的主要缺憾
(1)熱帶海洋的對流有效位能(CAPE)通常很小。CISK根本無法靠邊界層摩擦及埃克曼抽吸來激發持續對流
(2)CISK機制下增強率最不穗定的模態的尺度是非常小的,因此CISK機制下產生的TC是超級迷你型
(3)TC增強包括了非線性過程。CISK是一個線性理論模型,無法解釋這一點。
(4)CISK完全忽略了地面/海面水汽和熱通量往上的輸送。所以按照CISK的話,盛夏時份的中緯度大陸熱力和地形條件,理應普遍存在初生型TC。這個實際是不存在的。
用CISK來解釋TC增強又如何呢?
Craig&Gray在1996年測試過TC增強對於CISK和WISHE(簡單來說是考慮了表面通量的機制)之敏感性。結果,增加熱和水汽通量導致了明顯急速增強。相反,增大表面摩擦力卻沒有明顯分別。至少說明,TC的增強不該由CISK來解釋。WISHE是一個替代選擇。
有甚麼其他理論取代CISK?
最常見的是Ooyama在1964,1969和1982年持續研究的Cooperative Intensification機制、Emanuel在1986年發表的WISHE機制。還有當今前沿研究課題:熱塔機制。這三種機制聯合其他研究中的機制,可以解釋TC發展前的小渦形成、TC形成及增強。
所以,在此希望大家弄個明白,經過1980年代起學術界的多番爭論,CISK對於TC形成及增強的解釋已經過時。氣象愛好者應該與時並進,停止把CISK套在這些領域中。
參考文獻:
Ooyama, K. V., 1964: A dynamical model for the study of tropical cyclone development. Geophys. Int., 4, 187-198.
Ooyama, K. V., 1969: Numerical simulation of the life cycle of tropical cyclones. J. Atmos. Sci., 26, 3-40.
Ooyama, K. V., 1982: Conceptual evolution of the theory and modeling of the tropical cyclone. J. Meteor. Soc. Japan, 60, 369-380.
Emanuel, K. A., 1986: An air-sea interaction theory for tropical cyclones. Part I: Steady-state maintenance. J. Atmos. Sci., 43, 585-605.
Emanuel, K. A., 1991: The theory of hurricanes. Annu. Rev. Fluid Mech., 23, 179-196.
Craig, G. C. and S. L. Gray, 1996: CISK or WISHE as the mechanism for tropical cyclone intensification. J. Atmos. Sci., 53, 3528-3540.
Smith, R. K., 1997: On the theory of CISK. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 123, 407-418.
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