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β效应

β效应（英语：β-Effect），全名为“β环流效应”（英语：β-Gyre Effect[1]），又称“二次环流效应”[2]、“贝他效应”[3]、“地球行星涡度效应”[4]。

作用

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北半球涡度平流示意图。此图显示出红色区块为正涡度平流，蓝色区块则为负涡度平流，而β环流（英语：β-Gyre）核心在正常模式下具有同质不对称的特性。[5]

北半球的热带气旋在不考虑太平洋高压导引气流的作用下，仍会因地球自转而持续往西北前进，即为“β效应”[6]，而此机制的主要造成的原因为热带气旋自身的一顺一逆钟向的风场（即为“β环流”）[7]进行罗斯贝飘移作用（英语：Rossby-drift）使涡漩西移，同时受到β飘移作用[注 1]又有北移的趋势，两效应共同作用下，促使热带气旋往西偏北移动[9]。相反之，在不考虑“β效应”的情况下，北半球的热带气旋受到太平洋高压导引气流的作用，多向西北西进行[10]。

对热带气旋运动的影响

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Rangarao V. Madala及Steve A. Piacsek的研究报告指出，在实验模拟的初期，风暴形成前的β平面的涡度增强速率相较于f平面缓慢，而在风暴形成后，其增强趋势相近[11]。DeMaria, M.及W. Schubert运用三层的波谱模式模拟热带气旋，发现涡旋在48小时以前，β平面与f平面增强相近，而在48小时以后，仅只有f平面上的涡度增强[12]。对于β效应对台风移动的作用，Richard A. Anthes[13]和G. Holland[14]已作过清楚的动力学解释，轴对称的台风环流引起非均匀地转涡度场的平流使台风涡旋西侧的绝对涡度增加，东侧的绝对涡度减小，从而便台风涡旋向西移动，这就是由β效应引起的台风涡旋的向西运动[15]。

与垂直风切变交互作用

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由于β效应能使涡旋产生一定的非对称性，当考虑β效应和垂直风切变的双重叠加效应时，所产生的非对称性比单纯由β效应或垂直风切变产生的非对称性更大，并且强对流区主要集中在顺切变左前部[16]。

案例

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1996年台风贺伯所处之综观环境与台风结构中，其移动机制亦被观测与此效应有关[17]。

释义

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  1. ^ “β飘移”（英语：β-Drift）指的是一个平面的、孤立的、类刚体旋转的涡旋在β平面上静止环境大气中的运动[8]。

来源

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  1. ^ A model for typhoon track (beta-gyre effect). 地球流体电脳倶楽部. [2023-07-22]. （原始内容存档于2023-07-22）. 
  2. ^ 存档副本. 中国文化大学大气科学系. [2018-09-11]. （原始内容存档于2017-10-19）. 
  3. ^ 封閉水盆的羅斯貝波. 国立中央大学大气科学学系. [失效链接]
  4. ^ 烟花颱風應變事件與氣象分析 (PDF). 国家灾害防救科技中心. [2023-07-22]. （原始内容存档 (PDF)于2022-08-19）. 
  5. ^ Beta Gyre. 美国国家海洋暨大气总署. [2023-07-22]. （原始内容存档于2021-04-27）. 
  6. ^ 杨正敏. 詭颱不動了「沒見過這種」. 联合报. 2008-09-14 [2023-07-22]. （原始内容存档于2008-09-15）. 
  7. ^ The "β-Effect" and Environmental "β" effect. 大气科学研究大学联盟. [2023-07-22]. （原始内容存档于2023-07-22）. 
  8. ^ 王斌、Russell L. Elsberry、王玉清、吴立广. 热带气旋运动的动力学研究进展. 大气科学. 1998: 大气科学. 
  9. ^ 陈正改. 西北太平洋地區颱風路徑之個案分析. 气象学报. 1994: 135–159. 
  10. ^ 颱風的預報與改造及其他. 财团法人气象应用推广基金会. [2023-07-22]. （原始内容存档于2021-08-02）. 
  11. ^ Rangarao V. Madala;Steve A. Piacsek. Numerical simulation of asymmetric hurricanes on a β-plane with vertical shear. Tellus. 1975: 453–468. 
  12. ^ DeMaria, M.;W. Schubert. Experiments with a Spectral Tropical Cyclone Model. J.Atmos.Sci. 1984: 901–924. 
  13. ^ Richard A. Anthes. Tropical Cyclones Their Evolution, Structure and Effects. 1982: 208. 
  14. ^ G. Holland. Tropical Cyclone Motion: Environmental Interaction Plus a Beta Effect. J.Atmos.Sci. 1983: 328–341. 
  15. ^ 朱复成. 影响台风移动因子的数值研究. 热带气象学报. 1989: 33–40. 
  16. ^ 陈国民、沈新勇、杨宇红. β效应和垂直切变对台风非对称结构及眼墙替换的影响. 高原气象. 2010: 1474–1484. 
  17. ^ 叶天降、吕国臣. 在中央氣象局引用系統性颱風路徑預報法之可行性研究 (PDF). 交通部中央气象局. 1997-06-20 [2023-07-22]. （原始内容存档 (PDF)于2022-08-18）. 
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