A Formula for the Maximum Vertical Velocity in Supercell Updrafts
A Formula for the Maximum Vertical Velocity in Supercell Updrafts
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超级单体上升气流中最大垂直速度的公式
DOI：
10.1175/jas-d-20-0103.1
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发表时间：
2020
影响因子：
3.1
通讯作者：
Thompson, Richard L.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Peters, John M.;Morrison, Hugh;Nowotarski, Christopher J.;Mulholland, Jake P.;Thompson, Richard L.
在超级单体环境中，以前的作者已经表明了垂直风切变幅度，上升气流宽度和卷吸之间的密切联系。基于这些结果，它是假设的浮力和最大上升气流垂直velocitywin超级单体环境中的浮力驱动的稀释的影响是一个可预测的功能的垂直风切变廓线。还假设压力扰动力对最大上升气流的影响很小，因为向上的动态压力和向下的浮力压力之间几乎完全抵消。为了解决这些假设，我们推导出一个公式的最大上升气流，结合浮力的浮力驱动稀释的影响，但忽略了压力梯度力。这个公式的解决方案进行比较，从以前的数值模拟输出。这个公式大大提高了最大上升气流的预测比过去的CAPE推导的最大上升气流，这支持了第一个假设公式。此外，沿沿着轨迹的综合垂直加速度显示动态压力和浮力压力之间存在很大的偏移，支持第二种假设。有人认为，新的公式应使用除了CAPE派生的措施在预测和研究应用时，需要准确诊断的上升气流速度。
In supercell environments, previous authors have shown strong connections between the vertical wind shear magnitude, updraft width, and entrainment. Based on these results, it is hypothesized that the influences of entrainment-driven dilution on buoyancy and maximum updraft vertical velocitywin supercell environments are a predictable function of the vertical wind shear profile. It is also hypothesized that the influences of pressure perturbation forces on maximum updraftware small because of a nearly complete offset between upward dynamic pressure forces and downward buoyant pressure forces. To address these hypotheses, we derive a formula for the maximum updraftwthat incorporates the effects of entrainment-driven dilution on buoyancy but neglects pressure gradient forces. Solutions to this formula are compared with output from previous numerical simulations. This formula substantially improves predictions of maximum updraftwover past CAPE-derived formulas for maximum updraftw, which supports the first hypothesis. Furthermore, integrated vertical accelerations along trajectories show substantial offsets between dynamic and buoyant pressure forces, supporting the second hypothesis. It is argued that the new formula should be used in addition to CAPE-derived measures forwin forecast and research applications when accurate diagnosis of updraft speed is required.
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