핫 타워

Hot tower
NASA 글로벌 호크가 2010년 9월 16일 허리케인 칼의 안벽에서 높이 12km(7.5mi)가 넘는 핫 타워를 감지하고 있다.

핫 타워는 대기의 가장 낮은 층인 대류권에서 [1]성층권까지 도달하는 열대 적란운이다.이러한 형성은 수증기가 액체로 응축되고 구름 안에서 얼음으로 얼면서 방출되는 많은 양의 잠열 때문에 "뜨겁다"고 불립니다.충분한 소용돌이성이 있는 지역의 핫 타워는 회전하는 상승 기류를 얻을 수 있습니다; 이것들은 소용돌이 핫 타워라고 알려져 있습니다. 어떤 경우에는, 핫 타워가 상승 [2]기류에 있는 깊고 지속적인 회전을 가진 슈퍼 셀의 특성을 발달시키는 것으로 보입니다.열대 기후에서 핫 타워의 역할은 1958년 조앤 심슨에 의해 처음 공식화 되었다.핫 타워는 1960년대 열대기상학에서 가장 중요한 논의였고, 지금은 열대 저기압 내에서 상승하는 공기의 주요 동인으로 여겨지며 해들리 순환의 주요 구성요소로 여겨지고 있다.1970년대에 과학 문헌에서 핫 타워의 보급률은 감소했지만, 핫 타워는 여전히 활발한 연구 분야로 남아 있습니다.열대성 사이클론에서 핫 타워의 존재는 열대성 사이클론의 [3]강도 증가와 관련이 있다.

관찰

핫 타워는 1950년대에 [1]레이더에 처음 포착되었다.항공 정찰은 뜨거운 타워를 탐사하기 위해 사용되었지만, 비행기는 안전상의 [4]문제로 가장 위험한 핫 타워의 핵심을 피했다.1997년 열대우 측정 임무(TRMM)의 출범으로 핫 타워를 체계적으로 분류하고 그 구조를 [1]전 세계적으로 정밀하게 평가하는 데 필요한 해결책과 적용 범위가 제공되었다.1997년 이전에는 크기가 작고 지속 시간이 짧았기 때문에 극초단파 및 적외선 파장에서 위성 센서의 분해능이 너무 거칠어 열탑 [5]내의 세부 사항을 제대로 해결하지 못했기 때문에 열탑 연구는 공중 관측에 국한되었다.

구조.

'핫 타워'라는 용어는 급상승하는 공기 [1][6]구획과 그에 수반되는 높은 적란운에 모두 적용되어 왔다.상승 공기의 영역은 수평으로 작고 폭이 [6][4]약 2-4km(1.2-2.5mi)에 이른다.가장 큰 범위는 수직이며, 최대 18km(11mi)의 고도에 도달하고 높은 [7]반사율을 보인다.뜨거운 타워는 효과적으로 희석되지 않습니다. 타워가 올라갈 때 주변 공기와 상승하는 [8][9]공기 구획이 섞이지 않습니다.그 결과, 열탑 내의 등가 전위 온도는 수직 범위 전체에서 거의 일정하게 유지됩니다.이를 통해 하부 대류권에서 성층권으로 열을 효율적으로 전송할 수 있다.회전 영역 내에 형성되는 핫 타워는 회전 상승 기류를 특징으로 할 수 있습니다. 이러한 타워는 소용돌이 모양의 핫 타워로 알려져 있으며 비정상적인 수직 소용돌이성의 [9]국소적인 영역과 관련이 있습니다.

개념 개발

1958년 허리케인 데이지에 대한 항공 연구는 뜨거운 타워와 열대성 사이클론 사이의 관계를 검증하는 데 중추적이었다.

1950년대 이전에는 대기 중의 해들리 셀(열대열과 수분을 극지방으로 운반하는 공기 순환)을 구동하는 메커니즘에 대해 [10]잘 이해하지 못했다.처음에 해들리 세포는 적도 부근의 따뜻하고 습한 공기의 넓고 확산적이며 점진적인 상승에 의해 연료 공급되었다고 믿었습니다.그러나 제2차 세계 대전 데이터를 사용하여 지구의 에너지 예산을 계산한 결과 중류권은 에너지 부족 지역으로 나타났으며,[4] 이는 해들리 셀의 유지가 넓은 상승으로 설명될 수 없음을 보여준다.지구 기후 체계에서 열대 지방의 역할과 열대 장애의 발달 또한 잘 이해되지 않았다.1950년대는 1956년 [11]미국 국립허리케인연구프로젝트를 창설하는 등 열대기상학의 발전을 본 중추적인 10년이었다.1958년, Herbert Riehl과 Joanne Simpson은 핫 타워 내의 응축으로 인한 잠열의 방출이 Hadley 셀과 무역풍을 유지하는 데 필요한 에너지를 제공한다고 제안했습니다. 그들의 가설은 처음에 심슨이 Woods Hole Oceanographics [10]Institute에서 수행한 항공 관측에 기초했습니다.이 메커니즘은 해양 표면에서 대류권 [12]상부로 열을 효율적으로 전달할 수 있도록 주변 공기에 유입되지 않는 적란운의 존재를 필요로 했다.해들리의 [4]순환을 지원하려면 1,500~2,500개의 구름이 존재해야 했다.연구원들은 또한 뜨거운 타워가 열대성 사이클론의 중심에 존재하는 온기를 유지하는데 도움을 주었고 열대성 사이클론 내의 습한 공기의 상승이 뜨거운 [13]타워 주변에 집중되었다고 주장했다.Riehl과 Simpson은 1958년 핫 타워의 역할을 설명하는 논문에서 이러한 구름을 "좁고 따뜻한 타워"라고 묘사했지만,[12][10] 1960년에 이르러서는 이 아이디어를 "핫 타워 가설"이라고 부르기 시작했습니다.이후 20년 동안 적란운과 대규모 열대 [11]환경 간의 상호작용에 관한 과학적 논의는 핫 타워에 의해 지배되었다.

Visualization of moisture concentrations in a hurricane
허리케인 보니(1998년).구름의 높이가 과장되어 있다.

1958년 허리케인 데이지의 항공 관측 결과 열대성 저기압 내의 대류가 적란운의 일부 지역에 국한되어 상승 공기가 사이클론 전체의 외피 전체에 분산되어 있다는 생각을 떨쳐버리고 핫 타워 [12]가설에 힘을 실어주었다.허리케인 데이지의 경우 대류하는 적란운은 허리케인과 관련된 전체 강수량의 약 4%에 불과했다.1961년 허리케인 데이지의 NHRP 데이터를 사용하여 Riehl과 Simpson이 분석한 결과, 열대성 사이클론이 따뜻한 공기를 대류권 상부로 이동시키는 주요 메커니즘이 핫 타워라고 결론지었다.열대성 사이클론에서 열탑의 중요성이 새롭게 발견됨에 따라 초기 기상 [14]모델에서 파라미터화(예: 개별 적란운)의 개발 동기가 되었다.핫 타워 가설은 또한 개별 적층부에 의해 방출되는 잠열과 열대 [15]저기압과 관련된 수렴 사이의 피드백을 강조하는 개념 모델인 두 번째 종류의 대류 불안정성(CISK)의 개발에 영감을 주었다.1970년대까지, 핫 타워 가설에 의해 제시된 많은 아이디어와 예측은 경험적 [9]관찰에 의해 검증되었다.핫 타워 가설에 대한 비판론자들은 적란운이 [10]교란되지 않을 수 있다고 주장했다.이 가설의 측면은 1998년 대류 및 습기 실험의 일부로 뜨거운 타워에 방출된 드롭손드가 뜨거운 타워의 열역학적 구조에 대한 최초의 직접 측정을 제공할 때까지 검증되지 않은 상태로 남아 있었다.데이터는 열탑 내 등가 전위 온도가 전체 수직 범위에 걸쳐 사실상 일정하다는 것을 보여주어 교란 [9]부재를 확인했다.다른 현장 관측 결과, 일부 열대 상승 기류는 5km(3.1mi) 미만의 고도에서 주변 환경에 의해 희석되지만, 구름 내의 얼음에 의해 생성된 강한 잠열은 해들리 [16]순환에 필요한 입력 에너지를 제공하기에 충분했다.2000년대에 열대 사이클로제네이션과 열대 사이클론 [6]개발에 대한 그들의 역할에 다시 초점을 맞추면서 핫 타워에 대한 과학적 연구가 부활했다.

열대성 저기압에 미치는 영향

소용돌이 모양의 열탑은 잠재적 소용돌이성의 많은 작은 양의 이상 징후를 만들어냄으로써 열대성 사이클론의 형성에 도움을 주고, 이는 결국 더 넓은 [17]폭풍을 강화하기 위해 합쳐진다.뜨거운 타워에 존재하는 높은 소용돌이성은 이러한 구름에 의해 방출되는 잠열을 가두는 반면, 뜨거운 타워의 결합은 이러한 강화된 [18]온기를 집약합니다.이러한 과정은 열대 저기압의 난기핵의 초기 형성, 즉 그러한 시스템의 중심에 있는 비정상적인 온기와 발달하는 [17]저기압을 둘러싼 바람의 각운동량의 증가의 주요 부분이다.

2007년, 미국항공우주국(NASA)은 눈과 안벽 사이의 윈드 시어가 사이클론 중심을 통해 상승기류를 증가시키고 [19]대류를 발생시킬 수 있다는 가설을 세웠다.뜨거운 타워는 사이클론이 강해지려고 할 때 나타날 수 있으며, 아마도 빠르게 나타날 수 있다.1998년 8월 노스캐롤라이나를 [20]강타하기 전 폭풍이 거세지면서 허리케인 보니 위로 특히 높은 핫타워가 솟아올랐다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c d Voiland, Adam (12 September 2012). "Discovering Hot Towers". Earth Observatory. NASA. Retrieved 16 March 2021.
  2. ^ Voiland, Adam (12 September 2012). "Discovering Hot Towers". NASA. Retrieved 16 March 2021.
  3. ^ Chohan, Rani. "Scientists Discover Clues to What Turns a Hurricane into a Monster". 12 January 2004: NASA. Retrieved 16 March 2021.{{cite web}}: CS1 유지보수: 위치(링크)
  4. ^ a b c d 피에로 등 (2009), 페이지 2731.
  5. ^ Perkins, Lori (15 September 2005). "Hurricane Katrina Hot Towers". Scientific Visualization Studio. NASA. Retrieved 16 March 2021.
  6. ^ a b c Guimond et al. (2010), 페이지 634.
  7. ^ Heymsfield et al. (2010), 페이지 286.
  8. ^ 몽고메리 외 (2006), 페이지 356.
  9. ^ a b c d Anthes (2003), 페이지 144.
  10. ^ a b c d Weier, John (April 28, 2004). ""Hot Tower" Hypothesis". Joanne Simpson (1923–2010). Earth Observatory. NASA. Retrieved 16 March 2021.
  11. ^ a b Anthes (2003), 페이지 139.
  12. ^ a b c Anthes (2003), 페이지 140.
  13. ^ Weier, John (April 28, 2004). "Warm Core Mystery". Joanne Simpson (1923–2010). Earth Observatory. NASA. Retrieved 16 March 2021.
  14. ^ Anthes (2003), 페이지 141.
  15. ^ Anthes (2003), 페이지 143.
  16. ^ 피에로 등 (2009), 페이지 2745.
  17. ^ a b 헨드릭스 외 (2004), 페이지 1209.
  18. ^ 헨드릭스 외 (2004), 페이지 1229.
  19. ^ National Aeronautics and Space Administration (2007). "Hot towers simulation". NOAA. Retrieved 2009-09-18.
  20. ^ National Climatic Data Center (1998). "Bonnie Buffets North Carolina!". NOAA. Archived from the original on 2008-09-16. Retrieved 2009-01-07.

참고 문헌

외부 링크