The Critical Role of Cloud–Infrared Radiation Feedback in Tropical Cyclone Development
Notice bibliographique
Résumé
The deep convective clouds of developing tropical cyclones (TCs) are highly effective at trapping the infrared (or longwave) radiation welling up from the surface. This “cloud greenhouse effect” locally warms the lower–mid-troposphere relative to the TC’s surroundings – an effect that manifests in all stages of the TC lifecycle. While idealized studies suggest the importance of this feedback for TC formation, this issue has remained unexplored for TCs in nature, where non-zero background flow, wind shear, and synoptic-scale variability are known to greatly constrain TC development. To address this gap, we examine the potential role of this cloud–infrared (or longwave) radiation feedback in the context of two archetypal storms: Super Typhoon Haiyan (2013) and Hurricane Maria (2017). We conduct a set of numerical model experiments for both storms with a convection-resolving model (WRF-ARW) from the very early stages of TC development. We examine sensitivity experiments wherein this cloud–radiation feedback is removed at various lead-times prior to TC genesis and the onset of rapid intensification (RI). In both storms, removing this cloud–radiation feedback at a lead-time of ~1 day or less leads to delayed and/or weaker intensification than in the control case. When this feedback is removed with a lead-time of two days or longer, however, the storms altogether fail to development and intensify. This local cloud greenhouse effect strengthens the thermally direct transverse circulation of the incipient storm, in turn both promoting saturation within its core and accelerating the spin-up of its surface tangential circulation via angular momentum convergence. These findings indicate that the cloud greenhouse effect plays a critical role in accelerating and promoting TC development in nature. Progress in the prediction of TC formation and intensification has been very limited in recent decades. Cloud–radiation feedback represents a large source of uncertainty in models, which hence manifests as uncertainty in the prediction of TC development. Our findings highlight the pressing need to better constrain this feedback in models. Doing so holds promise for advancing our ability to forecast TCs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».