2017年8月7日，欧洲航天局宇航员萨曼莎·克里斯托弗雷蒂在国际空间站上拍摄的一张照片中，超级台风“梅萨克之眼”若隐若现。（©ESA/NASA/Samantha Cristoforetti）
旋风眼是一个安全的地方和危险的标志。眼睛里面，风是平静的，没有下雨。蓝天通常在头顶可见。但最终进入风暴眼是个坏消息——眼睛被风暴最强大的风旋转的眼墙所包围。当一只眼睛形成时，这是一个迹象，表明气旋变得更加有组织，更加强大。这是一个关键的一步，在道路上成为一个完全成熟的飓风.. 所以，气象学家仔细观察气旋的眼睛。这些奇怪的、静止的地点传达了关于风暴将造成何种破坏的宝贵信息。然而，尽管研究人员对这些现象给予了高度关注，但人们对旋风眼的理解却很少。2006年发表的一篇论文发现了成百上千种关于旋风眼形成的解释，其中许多解释明确地相互矛盾。
，但今天（1月12日）发表在《物理评论流体》杂志上的一篇物理学家、应用数学家和工程师的新论文，可能有助于缩小这一领域。
作者写道，眼睛的建模和识别问题，飓风（和其他气旋）的内部结构是由许多相互竞争的力量和现象控制的，比如湍流和几个不同的行为层，它们要么高度复杂，要么不太了解。当几个复杂的系统相互作用时，特别是那些尚未泄露任何信息的系统，结果就复杂得多。[50个令人惊异的龙卷风事实]
这是流体力学和气象学的一个基本问题，研究人员写道。
“尽管[眼睛]是常见的现象……甚至还不清楚相同的基本机制在不同类别的大气涡旋中起作用，”科学家写道在缺乏这种基本认识的情况下，人们无法可靠地预测眼睛何时应该或不应该形成。 研究人员建立了他们称之为迄今为止最复杂的大气气旋模型，他们在2017年1月发表在《流体力学杂志》（Journal of Fluid Mechanics）上的一篇论文中对他们开发和描述的早期模型进行了扩展。 “在这种尝试中必须谨慎，”他们在2018年的论文中写道，“为了建立气旋眼模型，必须强调大气涡旋的某些基本特征在现在的模型中删除。其中包括垂直分层[前面提到的那些层]、空间
变化和各向异性的涡流粘度[控制空气如何碰撞和抖动的奇怪内力]，以及由于水蒸气凝结而产生的潜热释放。
仍然，他们写道，他们的模型是这类问题的合理简化模拟研究人员发现，在真实环境中出现的热带风暴中，
要想在他们的模型中形成一只眼睛，气旋必须符合四个边界条件。了解这些对理解本文的基本观点并不是非常重要，所以请随意滚动列表。但这里是为了好奇：
的Ekman数-一个衡量当地大气粘度与科里奥利力造成的行星旋转-不能太高。换句话说，这个系统不能被气流之间的摩擦力控制得太多，而不是地球从脚下滑过的力量。雷诺数——测量惯性（运动）力与大气粘度之比——不能太低。这是一个复杂的说法，风暴的运动必须至少是一个相当重要的驱动因素，相比之下，它的风粘性彼此。罗斯比号码不能太大……也不能太小。Ros ... y数测量系统的运动力和科里奥利力之间的关系。所以，要形成旋风眼，t软管都必须至少有点重要。”
“重要的一点是，至少在这个简化的模型中，当风暴的内耗、速度和旋转地球对风暴的作用力达到一个微妙的平衡时，就形成了一个旋风眼。”研究人员说，
很重要，这些结果并不能完全回答为什么飓风会形成眼睛的问题——有太多的因素被排除在外，而且他们的模型完全有可能没有他们预期的那样模拟飓风。（他们的模型也绝对不包括其他形式的大气气旋，比如龙卷风。）
他们写道，这项研究所做的是为回答一些关于飓风的基本问题指明前进的方向。也就是说：它们为什么会形成这样的形式，气象学家如何才能更好地预测风暴的行为？”
最初发表在Live Science上。“
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