Sobre la Aplicabilidad de la Dinámica Lineal y Ejesimétrica en Ciclones Tropicales en Intensificación y Madurez
Autores: Montgomery, Michael T.; Smith, Roger K.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2017
Acceso abierto
Artículo científico
2017
Sobre la Aplicabilidad de la Dinámica Lineal y Ejesimétrica en Ciclones Tropicales en Intensificación y Madurez
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Aplicabilidad
Linealizado
Dinámicas
Ciclones tropicales
No lineal
Capa límite
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se investiga la aplicabilidad de la dinámica axisimétrica linealizada a la intensificación y el cambio de estructura de los ciclones tropicales. El estudio está motivado por trabajos recientes que presentaron soluciones axisimétricas a las ecuaciones de movimiento linealizadas, no hidrostáticas y anelásticas del vórtice (el llamado modelo 3DVPAS). Este trabajo cuestionó la importancia de un mecanismo de aceleración de capa límite a escala de sistema no lineal propuesto recientemente, tanto en tormentas en intensificación como en tormentas maduras que experimentan formación de un segundo anillo de nubes. El problema se examina utilizando una simulación mesoscalar tridimensional de un ciclón tropical en intensificación, junto con el modelo lineal 3DVPAS. Se muestra que las soluciones del modelo lineal, para términos de forzamiento de remolinos impuestos derivados de la simulación mesoscalar, son válidas solo por tiempos cortos (t < 1 h) en la región del núcleo interno del vórtice. En tiempos posteriores, los términos no lineales desestimados se vuelven significativos y los resultados lineales se invalidan. Se deduce que los resultados lineales no pueden utilizarse para describir todos los aspectos de la dinámica del ciclón tropical en tiempos posteriores. En particular, no pueden usarse (a) para desestimar la importancia del mecanismo de aceleración de capa límite no lineal, ni (b) para aislar los efectos separados del calentamiento diabático de los de la fricción, al menos dentro de la capa límite no lineal. Tal separación depende del principio de superposición lineal, que falla siempre que la no linealidad es importante. Advertencias similares se aplican al uso de otro modelo lineal, el modelo de equilibrio tradicional de Sawyer-Eliassen. Su aplicabilidad está limitada no solo por la linealidad, sino también por su suposición de movimiento estrictamente equilibrado. Ambos son incompatibles con la aceleración no lineal.
Descripción
Se investiga la aplicabilidad de la dinámica axisimétrica linealizada a la intensificación y el cambio de estructura de los ciclones tropicales. El estudio está motivado por trabajos recientes que presentaron soluciones axisimétricas a las ecuaciones de movimiento linealizadas, no hidrostáticas y anelásticas del vórtice (el llamado modelo 3DVPAS). Este trabajo cuestionó la importancia de un mecanismo de aceleración de capa límite a escala de sistema no lineal propuesto recientemente, tanto en tormentas en intensificación como en tormentas maduras que experimentan formación de un segundo anillo de nubes. El problema se examina utilizando una simulación mesoscalar tridimensional de un ciclón tropical en intensificación, junto con el modelo lineal 3DVPAS. Se muestra que las soluciones del modelo lineal, para términos de forzamiento de remolinos impuestos derivados de la simulación mesoscalar, son válidas solo por tiempos cortos (t < 1 h) en la región del núcleo interno del vórtice. En tiempos posteriores, los términos no lineales desestimados se vuelven significativos y los resultados lineales se invalidan. Se deduce que los resultados lineales no pueden utilizarse para describir todos los aspectos de la dinámica del ciclón tropical en tiempos posteriores. En particular, no pueden usarse (a) para desestimar la importancia del mecanismo de aceleración de capa límite no lineal, ni (b) para aislar los efectos separados del calentamiento diabático de los de la fricción, al menos dentro de la capa límite no lineal. Tal separación depende del principio de superposición lineal, que falla siempre que la no linealidad es importante. Advertencias similares se aplican al uso de otro modelo lineal, el modelo de equilibrio tradicional de Sawyer-Eliassen. Su aplicabilidad está limitada no solo por la linealidad, sino también por su suposición de movimiento estrictamente equilibrado. Ambos son incompatibles con la aceleración no lineal.