《偵測大氣河兼認bat in ê物理》/阿Hîng
「大氣河」(tāi-khì-hô,atmospheric river)tsit个詞tsit幾冬是愈來愈tshìng,新聞iah是社群媒體不sám時就看--著。大氣河m̄是新現象,tsit 12年來suah愈來愈濟人beh研究,就是因為in tiānn-tiānn ē造成大風雨、起pò頭1,對lán ê環境不止仔要緊。
不而過,大氣河到底是啥貨--leh?大氣河就是天頂ê一港大港風leh傳溼氣,一條長長幾若千公里。大氣河若來,天就gâu siàng大雨、起大風,有時仔koh ē做大水。世界各地ê海岸地區特別傷重。比論講lán台灣,若來到芒種前後兩禮拜ê黃酸雨季,大氣河就真旺。In若來,就驚大風大水起災禍,若無來,koh驚tsiánn水欠用。
講大氣河親像河,講bóng講,suah mā m̄是土地頂hit款tshiâng-tsāi ê河。大氣河ê強度kah位置隨時lóng leh變,逐工to無仝款,bē輸tī天頂leh跳舞。In ê舞步m̄是人編--ê,是風ê物理kah溼氣ê物理做伙來編舞。Íng過ê科學家分別去研究風ê物理kah溼氣ê物理,m̄-koh lán需要一个合齊ê系統來看風kah溼氣按怎「合奏」。
阮ê團隊2024年發表tī《Nature Communications》期刊ê論文利用一个新ê系統來看風kah水氣。阮用「溼動能」(Vapor Kinetic Energy,VKE)來kā風kah溼氣ê物理kap做伙看,可比是看ē著規隻象,m̄是kan-na看著象ê各部份。
論到偵測大氣河,阮發現講用溼動能ê效果kah íng過ê偵測法是平好,m̄-koh若論到認bat大氣河ê物理,阮就看著溼動能ê好處:ē-tàng解sueh大氣河演變ê原理。Tse是有史以來頭一擺,阮偵測大氣河兼認bat in ê物理,tsiâu看仝一个物理變數——溼動能khah強ê所在就是大氣河,大氣河ē演變是因為溼動能演變。
阮發現講大氣河ê溼動能來源主要是「位能」(potential energy)轉做「動能」(kinetic energy)——親像囡仔tshu tshu仔,失去kuân度、得著速度——溼氣tshu落空中ê等壓面2 mā ē得著動能。Koh,大氣河失去溼動能是經過溼氣凝做雲雨kah動能散做亂流tsit兩款物理。Tsia ê溼動能收支若拍平,大氣河就ē維持強度。論到大氣河徙位ê因端,he是風leh吹溼動能,也就是水平平流(tsúi-pîng pîng-liû)3。
看本文所kah ê圖thang知溼動能ê路用。Tse是2023年正月初4 tī美國加州tsiūnn岸ê大氣河案件,本圖用溼動能ê收支來分拆本案件ê演變。頂半圖有「積溼動能」ê等值線地圖——積--字表示規柱ê大氣lóng總ê溼動能量,色水愈tìm表示積溼動能愈厚。下半圖算出各項物理作用對本大氣河ê積溼動能ê收入kah支出。
Lán thìng好用溼動能ê概念來進一步研究真濟要緊ê問題,比論講:氣候變化按怎影響大氣河ê頻率、延時、風速、溼度、降水強度等等。Lán愈了解大氣河ê物理,就愈有才調thang準備應對未來ê大氣河hōo lán ê挑戰。
1 Ē起大風、siàng大雨ê中尺度對流系統。
2 比論講lán若kā空中氣壓850 hPa ê所在連--起-來,ē連出一phiàn「850 hPa等壓面」,kuân度平均1.5 km,m̄-koh ná像海面án-ne有時起有時落。氣流tshu落等壓面ê時tsūn就有位能轉做動能。
3 水平ê風kā風頭ê空氣吹--來,致使tsia-ê空氣變做khah成風頭hia。比論講風頭hia khah溼,水平ê風吹--來致使tsia變khah溼,tse就號做「水平ê溼平流」。
論文原文:
Ong, Hing & Yang, Da. Vapor kinetic energy for the detection and understanding of atmospheric rivers. Nat, Commun. 15, 9428 (2024).
(網址:https://doi.org/10.1038/s41467-024-53369-0)
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