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Available potential energy generation due to sensible heating and frictional dissipation of kinetic energy in an Arabian sea cyclone

Erzeugung verfügbarer potentieller Energie durch fühlbare Erwärmung und durch Verbrauch kinetischer Energie durch Reibung in einer Zyklone im Arabischen Meer

Summary

The generation of available potential energy (APE) due to sensible heating and fractional dissipation of kinetic energy for three times during the life cycle of a cyclonic system over the Arabian sea are studied. The diagnostic advective model as suggested by Johnson [4] and used by Bullock and Johnson [1] for extra tropical cyclones is used. The limited volume containing the major circulation features of the storm system within the boundary sublayers (surface-850 mb) are considered Only the diabatic heating component arising out of sensible heat flux within the mixed layer and the frictional dissipation of kinetic energy are computed. Within the boundary sublayers of the storm volume there is a generation of APE in the eastern sector and a negative generation to the west of it. The near zero values of mean generation within the volume indicate an inefficient mechanism as far as the generation by sensible heating is concerned. Dissipation values of 12.4 W/m2, 9.0 W/m2, and 4.4 W/m2 for the three times considered are comparable to other similar studies. Small values of APE generation by sensible heating in this case study compared to the frictional dissipation of kinetic energy is perhaps an indication of relative importance of other diabatic factors in generating APE and maintaining the storm's kinetic energy against frictional dissipation.

Zusammenfassung

Es wird die Erzeugung verfügbarer potentieller Energie (APE) durch sensible Erwärmung und durch Verbrauch kinetischer Energie durch Reibung für drei Entwicklungsstadien eines zyklonischen Systems über dem Arabischen Meer untersucht. Dazu wird ein von Johnson [4] vorgeschlagenes und von Bullock und Johnson [1] auf außertropische Zyklonen angewendetes diagnostisches Advektions-Modell benutzt. Dabei wird ein begrenztes Volumen, das die wichtigeren Zirkulationsmerkmale des Zyklonensystems in der Grundschicht vom Boden bis 850 mbar enthält, in Betracht gezogen. Es werden nur die aus dem Fluß fühlbarer Wärme innerhalb der Mischungsschicht sich ergebende diabatische Erwärmungskomponente und der Verbrauch kinetischer Energie durch Reibung errechnet. In der Grundschicht des Zyklonenbereiches ergibt sich eine Erzeugung von APE im östlichen Sektor und eine negative Entwicklung westlich davon. Die nahezu verschwindenden Mittelwerte der erzeugung von APE im gesamten Bereich deuten auf einen wenig wirksamen Mechanismus für die Erzeugung von APE durch die fühlbare Erwärmung hin. Die Zerstreuungswerte von 12,4 W m−2, 9,0 W m−2 und 4,4 W m−2 für die drei in Betracht gezogenen Zeiten sind mit anderen ähnlichen Studien vergleichbar. Die in dieser Studie im Vergleich mit dem Verbrauch kinetischer Energie durch Reibung festgestellten kleinen Wert der Erzeugung von APE durch fühlbare Erwärmung sind vielleicht ein Hinweis auf die relative Bedeutung anderer diabatischer Faktoren für die Erzeugung von APE und für die Au frechterhaltung der kinetischen Energie der Zyklone gegen die Reibungsverluste.

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Prasad, K.D., Pant, G.B. Available potential energy generation due to sensible heating and frictional dissipation of kinetic energy in an Arabian sea cyclone. Arch. Met. Geoph. Biokl. A. 27, 273–287 (1978). https://doi.org/10.1007/BF02247951

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Keywords

  • Cyclone
  • Tropical Cyclone
  • Diabatic Heating
  • Available Potential Energy
  • Cyclonic System