大規模山岳における低気圧性渦の形成

Abstract

大規模な山岳が回転成層場に置かれている際の，非定常流および定常流による渦の生成を考えた。非定常流において計算初期に生成した，地表から山岳頂上に及ぶ低気圧性渦の渦度は，流れが山岳斜面を下る際のストレッチ効果により生成されること，無次元渦度はフルード(Fr) 数を用いてFr?1/2 に比例するという傾向がみられた。この傾向は先行研究の線型理論を発展させることで説明することができた。定常流下の状況では，山岳風下側に次々と生成される正負の鉛直渦度を持つ渦対が再現できた。この渦対について計算したストローハル(St) 数はSt ? 0.15 という一定の値を得た。この渦対の形成は，Fr 数が小さい場合でかつロスビー(Ro) 数が十分大きい場合に限ることが判明した。傾圧不安定の理論を適用した結果，渦形成は傾圧安定の条件でおこることが判明した。

Generation of cyclonic vortices in the middle layer of flow around a large mountain like Tibet andRocky was investigated by means of a 3-D nonhydrostatic meteorological prognostic model. Specialattention was paid on the effects of earth rotation and stratification on the vortices detached successivelyfrom the slope of a high and large horizontal scale mountain. It was found the successive formation anddetachment of such 'von Karman-like vortices' occurred in the flow regime at high Rossby numbers Roand low Froude numbers Fr. It was successfully divided by the criterion of baroclinic instability. Thismeans that if the condition is unstable baroclinically, a lee vortex is destabilized into three dimensionalone, while under baroclinically stable conditions the lee vortex with vertical axis retains its standingstructure and remains for a long time in the middle layer.