[科普中国]-第二类条件性不稳定

理论提出背景

热带大气时常处于条件不稳定状态，如果有强迫抬升条件便可出现积云对流，而天气尺度的低压扰动又往往能提供潮湿空气辐合上升的条件，那么，天气尺度系统如何同积云对流相互影响呢？查尼和伊莱亚森（Eliassen）提出了第二类条件不稳定（CISK）回答了这个问题，并基于CISK理论对台风的发生发展给予了动力学解释。1

定义第二类条件不稳定是指天气尺度的低压扰动和小尺度积云对流间的相互促进，通过这种正反馈作用，使得天气尺度的低压扰动不稳定发展，同时积云对流也得到加强。1

物理过程一个热带低压扰动，通过埃克曼层的摩擦辐合，即通过埃克曼抽吸作用，使潮湿空气强迫抬升，引起积云对流发展。积云对流发展过程中凝结潜热释放而加热大气，使低压中心上空气温升高，地面气压下降，出现指向中心的流入气流。由于绝对角动量守恒原则，低压的切向风速也将随之增大，亦即低压环流加强。天气尺度低压环流加强的结果，埃克曼抽吸更厉害，积云对流更旺，凝结加热更强。……如此循环，造成积云对流与低压环流间的正反馈，使低压不稳定发展，最后可形成台风一类强热带涡旋。1

台风发展的物理机制台风发生发展的物理机制是以凝结潜热为能源，通过积云对流与低压环流间的正反馈作用，使扰动不稳定发展，凝结潜热由小尺度的积云对流提供，而积云对流的产生及其组织化又依赖于大尺度气流（如大尺度流场引起的摩擦辐合）。1