非线性CISK模型揭示台风发展的多平衡态特性及强度突变机制

本文主要探讨了非线性CISK模型在台风发展中的多平衡态特征，该模型由基流、热源强迫和耗散构成的非静力方程组为基础。论文首先回顾了第二类条件不稳定理论，这一理论强调了低压扰动与积云对流之间的相互作用，对于理解台风的发生和发展机制具有重要意义。然而，该理论并不能解释所有热带扰动最终都会发展成台风，因为临界状态的存在使得只有达到一定程度的扰动才能引发积云对流的正反馈，从而推动台风形成。 作者指出，在热带气旋的早期阶段，积云对流的作用并不明显，只有当扰动达到一定的临界状态时，积云对流过程才会显著增强。这个临界状态的实现依赖于扰动的强度、范围以及环境场的稳定性等因素的协同作用。线性化方法虽然简化了问题，但未能完全捕捉到非线性过程中的相互加强效应，这正是CISK模型试图解决的问题。 自二十世纪八十年代起，研究者们运用线性化的CISK模型及其参数化方法进行了大量的数值模拟，这些工作有助于理解台风的发展路径，但往往在模拟台风强度突变或突然爆发这类极端事件时表现不足。这是因为线性假设下的热源与运动关系可能忽略了风暴动力学的复杂性，特别是非线性相互作用的动态响应。 因此，非线性CISK模型提供了深入探讨台风发展多平衡态的关键，它揭示了在非线性相互作用下，台风如何在不同的能量水平上保持稳定或经历剧烈变化。这篇论文不仅分析了台风发展的物理机制，还初步探讨了台风强度突变背后的原因，为更精确的热带气旋预测和模拟提供了新的视角。这篇文章在气象学领域具有重要的理论价值和实践意义。