本研究利用區域淺水模式模擬，探討渦旋交互作用、颱風渦旋結構改變與起轉效應。我們以淺水模式延續前人之正壓雙渦旋實驗，雖然強渦旋周圍的羅士比變形半徑遠小於背景環境值，但是渦旋交互作用結果和正壓模式類似，亦即渦度動力（vorticity
dynamics）和位渦動力（potential vorticity
dynamics）在強颱風形成雙眼牆的結構之下並沒有很大不同，皆屬於慢速流形（slow manifold）動力，重力波造成的影響很有限。
我們以渦旋交互作用探討颱風的結構改變，包括颱風最大風速增強或暴風圈半徑變大，並分為兩個範疇：（1）強颱風的增強作用（intensification）；（2）弱渦旋的旋生（cyclogenesis）。依據颱風衛星觀測與RAINEX觀測Hurricane
Rita的近中心渦度場，以初始值問題及強迫外力問題，設計理想實驗，探討中渦旋對強、弱中心渦旋造成的起轉效應。並由其特徵，定義出兩種不同的起轉類型，並依此分析實驗結果。第一種為中心渦旋之最大切向風速增強，第二種為最大切向風速不變或減弱，但最大風速半徑增加。結果顯示：（1）若中渦旋發生在中心渦旋的最大風速半徑內，將與中心渦旋合併並增強中心渦旋之最大切向風速，屬於第一種起轉類型；反之，若發生在中心渦旋的最大風速半徑外，則屬第二種起轉類型；（2）中心渦旋最大切向風速增加的幅度，與中渦旋強度成正比；（3）當中心渦旋之渦度結構愈鬆散，中渦旋愈能使中心渦旋產生起轉效應；若結構較緊密，則中心渦旋較難起轉。這些實驗結果皆能以渦旋之「快速帶狀化區域（rapid
filamentation zone）」動力理論來解釋。此外，以背景亂流之實驗結果亦支持以上觀點。 |