風速的垂直分佈

昨天說在近地/海面, 風速隨高度呈對數分佈. 我們從方程可以看到, 即使這種關系完全成立, 另外兩個變數仍然有可能在不同情況下變化的. 其中, u* 我們稱為摩擦速度, z0 為粗糙度.

過往的一些觀測都集中在風速較正常的情況, 數值模式的參數自然也是根據當中評估和外推. 在熱帶氣旋的高風速下是否適用, 則似乎在近十年左右才較有系統性地探討. 2003 年, NOAA HRD 的 Mark Powell 等人在 Nature 發表的文章 reduced drag coefficient for high wind speeds in tropical cyclones, 以 97-99 年的投落送資料揭示了當風速超過颶風程度後, 拖曳系數(drag coefficient)可能不會上升而反而可能會下跌. 這結果與以往只根據低風速資料而作出的外推估計有很大出入.

之後幾年, 分析投落送資料的工作繼續. 例如, 在前一次的美國氣象學會颱風會議, 就可以找到相關的報告, 其中的一幅圖給抄了下來:

目前熱帶氣旋強度的預測並不是很準, 當中亦包括數值模式. 箇中原因或許仍未完全掌握, 但也可以頗為肯定的, 是準確的動量和熱量交換的參數化是準確強度模擬的必要條件. Powell 做的工作是關於動量, 至於科學家之後有何計劃和方法對高風速或熱帶氣旋情況下的熱量交換作量度, 也將會是非常關鍵的問題.