Controles diabáticos y de fricción de un vórtice axisimétrico utilizando la teoría de energía potencial disponible con un estado no en reposo
Autores: Harris, Bethan L.; Tailleux, Rémi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Concepto
Eficiencia termodinámica
Intensidad de ciclones tropicales
Energía potencial disponible
Energía cinética
Energéticas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
El concepto de eficiencia termodinámica es central para la comprensión teórica de la intensidad y la intensificación de los ciclones tropicales, pero el tema ha permanecido controvertido debido a la existencia de definiciones distintas e incompatibles. Físicamente, la eficiencia termodinámica se relaciona con la fracción de los flujos de entalpía superficial y los procesos diabáticos que contribuyen a la generación de la energía potencial disponible (APE) para conversiones en energía cinética, por lo que la principal dificultad es cómo definir mejor la APE. En este estudio, revisamos la energía disponible de los movimientos de vórtices axisimétricos redefiniendo la APE en relación con un estado de referencia no en reposo en equilibrio de viento en gradiente en lugar de un estado en reposo. Nuestro enfoque, que tiene en cuenta tanto los efectos diabáticos como los friccionales, revela que la elección del estado de referencia impacta significativamente en la predicción de la generación de APE y su conversión a energía cinética. Al utilizar experimentos numéricos idealizados de intensificación de ciclones tropicales axisimétricos, demostramos que la producción de APE estimada a partir de un estado de referencia no en reposo es un predictor mucho más preciso de la conversión de APE a energía cinética que aquellos basados en otras elecciones de estados de referencia, como perfiles iniciales, medios y ordenados. Estos hallazgos sugieren que incorporar la estructura dinámica equilibrada de los ciclones tropicales en teorías basadas en APE podría llevar a mejorar los modelos de intensidad potencial, con implicaciones para la previsión y comprensión del comportamiento de los ciclones.
Descripción
El concepto de eficiencia termodinámica es central para la comprensión teórica de la intensidad y la intensificación de los ciclones tropicales, pero el tema ha permanecido controvertido debido a la existencia de definiciones distintas e incompatibles. Físicamente, la eficiencia termodinámica se relaciona con la fracción de los flujos de entalpía superficial y los procesos diabáticos que contribuyen a la generación de la energía potencial disponible (APE) para conversiones en energía cinética, por lo que la principal dificultad es cómo definir mejor la APE. En este estudio, revisamos la energía disponible de los movimientos de vórtices axisimétricos redefiniendo la APE en relación con un estado de referencia no en reposo en equilibrio de viento en gradiente en lugar de un estado en reposo. Nuestro enfoque, que tiene en cuenta tanto los efectos diabáticos como los friccionales, revela que la elección del estado de referencia impacta significativamente en la predicción de la generación de APE y su conversión a energía cinética. Al utilizar experimentos numéricos idealizados de intensificación de ciclones tropicales axisimétricos, demostramos que la producción de APE estimada a partir de un estado de referencia no en reposo es un predictor mucho más preciso de la conversión de APE a energía cinética que aquellos basados en otras elecciones de estados de referencia, como perfiles iniciales, medios y ordenados. Estos hallazgos sugieren que incorporar la estructura dinámica equilibrada de los ciclones tropicales en teorías basadas en APE podría llevar a mejorar los modelos de intensidad potencial, con implicaciones para la previsión y comprensión del comportamiento de los ciclones.