Re: [討論] 關於高低層分離
※ 引述《s93015a (水瓶珩)》之銘言：
: ※ 引述《mark0204》之銘言：
: : 我蠻好奇的是，哪個「理論」說「渦旋在流體中不會斷掉」？
: 可能是我的註解沒有寫清楚，若您有興趣的話，可以複習一下向量分析
: https://en.wikipedia.org/wiki/Vector_calculus
: 有很多證明方法，我的註解採用的證明方法用到：1.旋度無散度2.輻散定理
這就是我會想回這篇文章的重點了
「渦旋在流體中不斷掉」
在絕熱、無摩擦、水平尺度遠大於垂直尺度的「假設下」
（我依稀記得這好像是淺水方程的假設？不太確定......）
這論點應該可以成立
但是這系列討論，主要是針對最近的杜鵑颱風西行過山的實際天氣分析
上段三點假設皆難以成立
也就是說，實際發生的天氣跟理論簡化下的推論，已經有明顯的差異存在
: : 至於這次的杜鵑颱風是出現「渦旋分離」還是「渦旋傾斜」
: : 需要進一步利用網格資料去分析「渦度場」或者「位渦場」的垂直方向剖面圖
: : 才會得到答案......
: 的確如此，目前手邊沒有工具，有人願意幫忙嗎？
: 不過如原文所說，即使是分離的情況，根本就是兩個渦旋，而非高低層分離
有興趣的話，可以參考 Peng等（2012，Mon. Wea. Rev.）的論文
這篇是在分析西行颱風過山的「不連續路徑」
其中（我不會上色，就把重點以 ~ 標記）
「Before the surface center of a tropical cyclone crosses the CMR, a
~
secondary cyclonic vortex or low pressure center may appear on the
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
opposite side of the CMR. If the original surface center of the tropical
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
cyclone vanishes during the crossing and the secondary center
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
subsequently becomes the dominant surface center, the surface track of
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
the tropical cyclone is discontinuous (see Fig. 1b for some examples).
Otherwise, the surface track is continuous unless the whole tropical
cyclone completely dissipates over the island.」
也就是說，西行過山颱風，可能先出現渦旋高低層分離（上層過山，下層滯留消散）
過山後，再出現另一個地面中心（次中心）
所以，應該有高低層渦旋分離的現象出現
至於原地面中心與新生的地面次中心，也可以說成兩個渦旋
但是實務上，並不會因此而定義為兩個颱風......
: : 因為我主要的研究並非颱風，不記得是否有期刊論文提到颱風高低層分離
: : 不過對於其他的天氣系統，印象中有看過渦旋高低層分離的現象出現
: : 不論是高低層先分離後結合，或者結合後分離
: : （好像中緯度溫帶氣旋還蠻常出現高低層渦旋分離（或者渦度分離）的現象？）
: : （溫帶氣旋跟熱帶氣旋，兩者的能量來源跟位渦垂直分布的確差很多......）
: 只要有垂直耦合，都是傾斜
請參考 Chang等（1998，Mon. Wea. Rev.）
或者在台大總圖找 侯喜真（1998，博士論文）
垂直方向傾斜，是因為中緯度天氣系統的主要能量來源為斜壓能量轉換
但是若天氣系統的能量來源主要不是由斜壓能量轉換而來，就不一定會傾斜
上述兩篇文章提到的其他方式（潛熱釋放、對流層頂折疊、垂直重疊）
以位渦的分析圖去看，就會很容易分辨出來這幾類於垂直方向上的差異
: : 微積分或者大氣動力學裡面所謂的「旋度無輻散」
: : 主要是因為計算旋度僅考慮「南北風」在「東西向」的差分
: : 以及「東西風」在「南北向」的差分
: : 但是，「東西風」在「東西向」的差分
: : 以及「南北風」在「南北向」的差分
: : 這兩項對於旋度的貢獻為零，但並非不存在
: : 實際上，渦旋除了有旋度之外，一定會伴隨散度
: : 意即：事實上，「東西風」在「東西向」的差分
: : 以及「南北風」在「南北向」的差分
: : 這兩項並不為必然為零
: : 千萬別忘記，如果「旋度無輻散」，颱風（或其他渦旋）就不會有上升運動了！
: : Mark
: 我猜是不是因為我一直把散度說成輻散（英文都是divergence）才造成如此誤會...
: 我想說的是
: 任何向量場都有旋度和散度兩種性質
: 速度場有旋度和散度
: 速度場的旋度稱為渦度
: 旋度也是向量場，但是任何向量場的旋度場的散度必為零
: 被mark大大曲解成這種程度，都不知道該說什麼了
: 雖然速度場的旋度無輻散，只要速度場的散度不為零，颱風還是可以有上升運動啊
是否是我「曲解」，看你怎麼認為啦
原文討論這部份，主要是對於「渦旋在流體中不會斷掉」的「註」
就如同我第一段的回覆
我是想再次提醒「簡化後的理論基礎」與「實際發生」的差異
最後，在多回一下：我個人並不認為「高低層分離」一詞有不妥
因為你似乎已經認定這個杜鵑颱風過山時，高低層是傾斜的（希望我沒解讀錯）
但是就我前面提及的Peng等（2012，Mon. Wea. Rev.）的論文
西行颱風的確可能出現高低層分離，而使得颱風路徑呈現不連續
我不太相信杜鵑颱風在過山時是傾斜的......
因為有傾斜的話，表示地形東側低層的渦旋留在原處，而高層渦旋持續西移
當高層渦旋中心移至台灣海峽時，地面渦旋中心會在哪裡？
Mark
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10/02 09:55, , 1F
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