Strong vertical motion (>10 m s −1 ) has profound implications for tropical cyclone (TC) structure changes and intensity. While extreme updrafts in the TC are occasionally observed in real TCs, the associated small-scale features remain unclear. Based on an analysis of the extreme eyewall updrafts in two numerical experiments conducted with the Advanced Research version of the Weather Research and Forecasting (WRF) model, in which the large-eddy simulation (LES) technique was used with the finest grid spacings of 37 and 111 m, for the first time this study demonstrates that the simulated extreme updrafts that occur mainly in the enhanced eyewall convection on the down-shear left side are comparable to available observations. The simulated extreme updraft exhibits relatively high frequencies in the lower (750 m), middle (6.5 km) and upper (13 km) troposphere, which are associated with different types of small-scale structures. While the lower-level extreme updraft is mainly related to the tornado-scale vortex, the extreme updraft at upper levels is closely associated with a pair of counter-rotating horizontal rolls oriented generally along the TC tangential flow, which are closely associated with the enhanced eyewall convection. The extreme updraft at middle levels is related to relatively complicated small-scale structures. The study suggests that extreme updrafts can be simulated when the grid spacing is about 100 m or less in the WRF-LES framework, although the simulated small-scale features need further verification in both observation and simulation. 极端上升运动(> 10 m s −1 )对热带气旋强度和结构变化有重要作用. 在实际观测中, 虽然能发现热带气旋中存在极端上升运动, 但与之联系的小尺度系统仍不清楚. 本文采用结合大涡模拟技术的WRF模式进行了两组高分辨率的数值试验, 发现极端上升运动的分布特征与观测一致, 主要出现在眼墙强对流一侧的低层(750 m)、 中层 (6.5 km)和高层(13 km), 并且对应着小尺度环流. 极端上升运动在低层主要与龙卷尺度涡旋相联系, 高层与沿着切向风分布的一对反向旋转水平涡旋相关, 而中层的极端上升气流与相对复杂的小尺度系统有关. 研究表明, 当水平分辨率约为 100 m 或更小时在WRF中可以模拟出极端上升运动, 但小尺度系统特征在观测和模拟中都需要进一步验证.

中文翻译：

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热带气旋眼墙极端上升气流的模拟

强烈的垂直运动 (>10 ms -1 ) 对热带气旋 (TC) 结构变化和强度具有深远的影响。虽然在真实的 TC 中偶尔会观察到 TC 中的极端上升气流，但相关的小尺度特征仍不清楚。基于对使用天气研究和预测 (WRF) 模型的高级研究版本进行的两个数值实验中极端眼墙上升气流的分析，其中使用了大涡模拟 (LES) 技术和 37 的最佳网格间距和 111 m，这项研究首次表明，主要发生在下剪切左侧增强眼壁对流中的模拟极端上升气流与现有观测结果相当。模拟的极端上升气流在下部 (750 m)、中部 (6. 5 公里）和上层（13 公里）对流层，它们与不同类型的小尺度结构有关。下层极端上升气流主要与龙卷风级涡旋有关，上层极端上升气流与一对大致沿TC切向流方向反向旋转的水平涡卷密切相关，后者与增强的TC切向流密切相关。眼壁对流。中层极端上升气流与相对复杂的小尺度构造有关。该研究表明，在 WRF-LES 框架中，当网格间距约为 100 m 或更小时，可以模拟极端上升气流，尽管模拟的小尺度特征需要在观测和模拟中进一步验证。激发上升运动(> 10 ms −1 )对热带气旋强度和结构变化有重要作用。在实际可能中，你可能会发现热带气旋中引发运动，但接触的小规模系统仍不知道。本文采用结合大涡模拟技术的WRF模式进行了眼球出现的数值试验，发现激发运动的释放特征与时序一致，在墙强对流主要的低层（750米）、中（ 6.5公里）和高层（13公里），并且对应着小规模环流。激发上升运动在低层主要与龙卷涡涡旋涡相联系，高层与垂直切入向风分布的独立水平水平层涡旋相关，以及中的上升气流与相对复杂的小尺度系统。研究证实，当地质公园附近 100 米时，可以在 WRF 中模拟出上升运动，但小规模系统特征在开发和模拟中都需要进一步的验证。