本研究延續Smith(1993, 1997)的工作，在正壓模式中，植入初始渦旋為DC渦旋(DeMaria and Chan,
1984)及修正阮肯渦旋(modified Rankine
vortex)進行模擬，探討渦旋能量頻散的冪次律以及渦旋能量頻散與移行速度間的冪次律，以及渦旋結構與水平風切對冪次律的影響。所有需要考慮的變數有七個：渦旋移行速度
、渦旋能量頻散 、渦旋最大風速 、最大風速半徑 、行星渦度梯度 、積分時間
，背景水平風切。利用因次分析將七個參數減少至五個，再加上最大風速半徑外的風速遞減率共六個無因次的參數：無因次移行速度 、無因次能量頻散
、羅士比數、無因次時間 、背景風切 以及最大風速半徑外風速遞減率 ，找出重要的無因次參數後，進一步探討：
1. 渦旋能量頻散與渦旋移行速度的冪次律
2. 不同的渦旋結構對渦旋能量頻散與渦旋移行速度的冪次律之影響
3. 不同的水平風切對渦旋能量頻散與渦旋移行速度的冪次律之影響
本研究中共三組實驗，在實驗一中令背景風切 ，並假設有以下函數關係： 、 與 。實驗二與實驗一類似，但將 。實驗三中，只考慮 時，將實驗一中的 。
由實驗結果我們得知：
1. 沒有風切，無因次時間相同時，無因次能量頻散隨羅士比數增加而減少。這表示當核心渦旋增強時，頻散能量與渦旋初始能量的比例會減少。
2. 沒有風切，無因次時間、行星渦度梯度、風速遞減率、環流相同時，半徑較大的渦旋有較明顯的能量頻散。
3. 沒有風切，積分時間、行星渦度梯度、風速遞減率、環流相同時，能量頻散隨渦旋最大風速增加而增加。
4. 沒有風切，無因次時間、行星渦度梯度、渦旋半徑、最大風速相同時，渦旋外圍渦度裙帶愈大，渦旋能量頻散也愈明顯。
5. 沒有風切，無因次時間、行星渦度梯度、渦旋半徑、最大風速相同時，阮肯渦旋比DC渦旋( )的能量頻散較少、β移行速度較快。
6. b=1，無因次時間、行星渦度梯度、渦旋半徑、最大風速相同時，渦旋能量頻散與移行速度隨風切值增加而增加。
7. 沒有風切，無因次時間相同時，渦旋能量頻散正比於β移行速度平方。 |