热塔
热塔是一种热带积雨云到达大气，最下层出对流层，并进入同温层。这些地层被称为“热”，因为当水蒸气凝结成液体并在云中冻结成冰时，会释放出大量潜热。涡度足够大的热塔可能会产生旋转上升气流；这些被称为涡旋热塔在某些情况下，热塔似乎发展出“超级单体（英语：Supercell）”的特征，在上升气流中存在深度和持续的旋转。热塔在热带气旋的作用于1958年由乔安妮·辛普深首次提出。热塔在六十年代主导了热带气象学的讨论，现在被认为是热带气旋中空气上升的主要驱动因素，也是哈德里环流圈的主要组成部分。尽管七十年代科学文献中热塔的流行率有所下降，但热塔仍然是一个活跃的研究领域。热带气旋中热塔的存在与热带气旋增强情况有关。
观察 编辑
在五十年代，雷达首次探测到热塔。空中侦察被用来探测热塔，但出于安全考虑，飞机避开了热塔最危险的核心。1997年启动的热带降雨测量任务卫星（TRMM）为系统地编目热塔和精确评估其全球结构提供了必要的分办率和覆盖范围。在1997年之前，热塔的小尺寸和短持续时间限制了对热塔的航空观测研究，因为微波和红外线波长的卫星传感器的分辨率太粗糙，无法正确解析热塔内的细节。
结构 编辑
“热塔”一词已应用于快速上升的空气团和伴随它们的高大积雨云。上升空气区域在水平方向上很小，跨度约为 2-4 公里（1.2-2.5 英里）。它们最大的范围是在垂直方向，达到 18 公里（11 英里）的高度，并表现出高反射率。热塔有效稀释；当它们上升时，周围的空气不会与上升的空气团混合。结果，相当位温热塔内在整个垂直范围内几乎保持不变。这允许热量从对流层低层有效地传输到平流层。在旋转区域内形成的热塔可能具有旋转上升气流；这些被称为涡旋热塔，与异常垂直涡度的局部区域有关。
概念发展 编辑
在 1950 年代之前，人们对驱动大气哈德里环流圈（一种将热带热量和水分向两极输送的空气循环）的机制知之甚少。最初人们认为，哈德利电池是由赤道附近暖湿空气的广泛、弥漫和逐渐上升的燃料。然而，使用第二次世界大战的数据计算地球能量收支表明，对流层中部是一个能量不足的区域，这表明哈德利环流的维持不能用空气的广泛上升来解释。热带地区在全球气候系统中的作用和热带扰动的发展也知之甚少。1950 年代标志着热带气象学取得进步的关键十年，包括1956 年美国国家飓风研究项目的建立。 1958 年，赫伯特·里尔( Herbert Riehl)和乔安妮·辛普森( Joanne Simpson)提出，热空气中凝结引起的潜热释放。塔提供维持哈德利细胞和信风所需的能量；他们的假设最初是基于辛普森在伍兹霍尔海洋研究所期间所做的空中观察。这种机制需要存在不逸入周围空气的未稀释的积雨云，从而能够有效地将热量从海洋表面转移到对流层上层。如果它们要支持哈德利环流，则需要存在 1,500-2,500 个这样的云。研究人员还认为，热塔有助于保持热带气旋中心的温暖，热带气旋内潮湿空气的上升集中在热塔周围。Riehl 和 Simpson 在 1958 年的原始论文中概述了热塔的作用，将这些云描述为“狭窄的暖塔”，但到 1960 年开始将这一想法称为“热塔假设”。对于接下来的两个几十年来，热塔主导了有关积云与其更大规模热带环境之间相互作用的科学讨论。
对热带气旋影响 编辑
涡旋热塔通过产生许多潜在涡度的小规模正异常来帮助热带气旋形成，这些异常最终合并令热带气旋爆发性增强，2012年强台风韦森特、2017年超强台风天鸽、2020年台风海高斯、2021年台风查帕卡、2022年台风暹芭，除了查帕卡以外其他都要令香港及澳门发出或悬挂八号或以上热带气旋警告信号。
2007年，美国国家航空航天局（NASA）假设眼睛和眼墙之间的风切变可以增强通过气旋中心的上升气流并产生对流。当气旋即将加强时，可能会出现热塔，1998年8月，飓风邦妮在吹袭北卡罗来纳州前增强，在雷达中探测到热塔的出现。