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最大風速半徑

最大風速半徑（英語：radius of maximum wind，簡稱RMW）指的是氣旋中心到其最強烈風帶之間的距離，是一個用於大氣動力學和熱帶氣旋預測的參數[1]。熱帶氣旋的最大風速半徑內降雨量通常也最高。使用這個參數，可以對氣旋的最大潛在強度和所產生風暴潮的規模做出估算。隨著最大持續風速的提高，最大風速半徑通常會減少。近年來，這個參數已經開始在龍捲風的描述中使用。此外，在對建築物進行設計，防止因氣壓變化而出現損傷時，也可以調用最大風速半徑來進行計算。[2]

一個強烈的熱帶氣旋，其最大風速半徑通常正好和風暴中心到風眼牆的距離相同，例如2003年的颶風伊莎貝爾。
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測定

大西洋出現氣旋的最大風速半徑傳統上是由偵察機來進行測量[1]。並且也可以通過在天氣圖上測量氣旋中心與系統最大壓力梯度之間的距離來確定[3]。使用氣象衛星數據，通過測量紅外衛星圖像上頂端雲層溫度最低的位置到風眼中溫度最高部分之間的距離，也可以測定最大風速半徑。這種方法可行的原理在於，熱帶氣旋中最強烈的氣往往位於其最深層對流中，在紅外衛星圖像上，最深層對流也就是溫度最低的頂端雲層[1]。此外，都卜勒氣象雷達的速度數據也可以用來測算龍捲風和靠近海岸熱帶氣旋的這一參數。

龍捲風

 
2009年6月5日懷俄明州一場龍捲風及其關聯中氣旋的雷達圖像，左邊的反向率數據顯示出龍捲風關聯的風眼牆，右邊的速度數據顯示出其最強風的位置。
參見：龍捲風

對於龍捲風最大風速半徑的了解非常重要，因為密封建築物內的氣壓變化可能導致建築出現結構性損傷。大部分建築物每28立方米體積就會有一平方英尺的開口以便平衡結構內部和外部之間的空氣壓力。氣壓變化幅度大約相當於最大風速半徑數值的一半，龍捲風的最大風速半徑通常都是其中心或風眼向外約46米到150米之間。[4]通過雷達測風儀實際測得的龍捲風中最寬的一個是1999年在俄克拉荷馬州北部洛根縣和佩恩縣交界處小鎮馬爾霍爾（Mulhall）出現的，該州1999年出現了龍捲風的大爆發，其最大風速半徑超過800米[5]。

熱帶氣旋

參見：熱帶氣旋和風暴潮

經過對中心最低氣壓在909毫巴（百帕，26.8英寸汞柱）到993毫巴（百帕，29.3英寸汞柱）之間的所有颶風進行測量後計算，其最大風速半徑的平均值為47公里[6]。從熱帶氣旋的強度來看，其最大持續風速最大，最大風速半徑也就越小[7]。經過觀察還確認，強烈熱帶氣旋產生降雨量最多的通常都在最大風速半徑以內[8]。

最大風速半徑有助於確認熱帶氣旋會直接襲擊的地點。如果一個熱帶氣旋接近陸地到最大風速半徑範圍內，那麼就可以認為這個熱帶氣旋對該地進行了直接襲擊[9]。最大風速半徑還有在熱帶氣旋最大潛在強度的計算公式中使用，這個公式就是依靠熱帶氣旋最大風速半徑附近的風速來確認其最終潛力[10]。

熱帶氣旋產生最強烈風暴潮的範圍通常會與最大風速半徑重合。因為熱帶氣旋內最強烈的風都處在最大風速半徑內，這一區域內產生的海浪也最為強烈，並且海浪還會以最終以風暴中心為圓心向外漂移[11]。熱帶氣旋會把三倍於最大風力半徑範圍內的海水混合，並且由於上升流的作用而降低海洋表面的海水溫度[7]。

對於熱帶氣旋最大風速半徑還存在多個未知領域，例如是否能夠對其加以預測就是其中之一[12]。

參考資料

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 S. A. Hsu; Adele Babin. Estimating the Radius of Maximum Winds Via Satellite During Hurricane Lili (2002) Over the Gulf of Mexico (PDF). [2014-02-23]. （原始內容 (PDF)存檔於2012-02-06）. 
  2. ^ Donald W. Burgess; Michael A. Magsig. Understanding WSR-88D Signatures for the 3 May 1999 Oklahoma City Tornado (PDF). [2014-02-23]. （原始內容 (PDF)存檔於2013-03-21）. 
  3. ^ Brian W. Blanchard; S. A. Hsu. ON THE RADIAL VARIATION OF THE TANGENTIAL WIND SPEED OUTSIDE THE RADIUS OF MAXIMUM WIND DURING HURRICANE WILMA (2005) (PDF). Coastal Studies Institute. Baton Rouge, Louisiana: Louisiana State University. [2014-02-23]. （原始內容 (PDF)存檔於2012-09-05）. 
  4. ^ United States Department of Energy. Natural Phenomena Hazards Design and Evaluation Criteria for Department of Energy: E.2.2 Additional Adverse Affects of Tornadoes: E7. [2014-02-23]. （原始內容存檔於2016-03-02）. 
  5. ^ Wurman, Joshua; C. Alexander, P. Robinson, Y. Richardson. Low-Level Winds in Tornadoes and Potential Catastrophic Tornado Impacts in Urban Areas. Bulletin of the American Meteorological Society (American Meteorological Society). 2007-01, 88 (1): 31–46 [2014-02-23]. Bibcode:2007BAMS...88...31W. doi:10.1175/BAMS-88-1-31. （原始內容存檔於2020-06-09）. 
  6. ^ S. A. Hsu and Zhongde Yana. A Note on the Radius of Maximum Winds for Hurricanes. Journal of Coastal Research (Coastal Education & Research Foundation, Inc.). 1998 Spring, 12 (2): 667–668. JSTOR 4298820. 
  7. ^ 7.0 7.1 Hugh Willoughby. Sixth International Workshop on Tropical Cyclones Topic 1 : Tropical Cyclone Structure and Structure Change (PDF). Severe Weather Information Centre. 2006-10-06 [2014-02-23]. （原始內容存檔 (PDF)於2012-02-19）. 
  8. ^ Teruo Muramatsu. The Study on the Changes of the Three-dimensional Structure and the Movement Speed of the Typhoon through its Life Time (PDF). Tech. Rep. Meteorol. Res. Inst. Number 14. 1985: 3 [2014-02-23]. （原始內容存檔 (PDF)於2013-02-08）. 
  9. ^ National Weather Service. Glossary: D. National Oceanic and Atmospheric Administration. 2009-06-25 [2009-11-20]. （原始內容存檔於2013-10-19）. For locations on the left-hand side of a tropical cyclone's track (looking in the direction of motion), a direct hit occurs when the cyclone passes to within a distance equal to the cyclone's radius of maximum wind. For locations on the right-hand side of the track, a direct hit occurs when the cyclone passes to within a distance equal to twice the radius of maximum wind. 
  10. ^ Kerry A. Emanuel. Maximum Intensity Estimation. Massachusetts Institute of Technology. [2014-02-23]. （原始內容存檔於2012-11-01）. 
  11. ^ Edward J. Walsh; C. Wayne Wright. Hurricane Wave Topography and Directional Wave Spectra in Near Real-Time (PDF). [2009-03-27]. （原始內容 (PDF)存檔於2009-03-27）. 
  12. ^ Agnieszka A. S. Mrowiec; S. T. Garner; O. Pauluis. What Sets a Hurricane's Radius of Maximum Wind?. 27th Conference on Hurricanes and Tropical Meteorology (American Meteorological Society). 2006-04-25 [2014-02-23]. （原始內容存檔於2012-02-20）. 

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