β效應

β效應（英語：β-Effect），全名為「β環流效應」（英語：β-Gyre Effect^[1]），又稱「二次環流效應」^[2]、「貝他效應」^[3]、「地球行星渦度效應」^[4]。

作用

北半球渦度平流示意圖。此圖顯示出紅色區塊為正渦度平流，藍色區塊則為負渦度平流，而β環流（英語：β-Gyre）核心在正常模式下具有同質不對稱的特性。^[5]

北半球的熱帶氣旋在不考慮太平洋高壓導引氣流的作用下，仍會因地球自轉而持續往西北前進，即為「β效應」^[6]，而此機制的主要造成的原因為熱帶氣旋自身的一順一逆鐘向的風場（即為「β環流」）^[7]進行羅斯貝飄移作用（英語：Rossby-drift）使渦漩西移，同時受到β飄移作用^{[注 1]}又有北移的趨勢，兩效應共同作用下，促使熱帶氣旋往西偏北移動^[9]。相反之，在不考慮「β效應」的情況下，北半球的熱帶氣旋受到太平洋高壓導引氣流的作用，多向西北西進行^[10]。

對熱帶氣旋運動的影響

Rangarao V. Madala及Steve A. Piacsek的研究報告指出，在實驗模擬的初期，風暴形成前的β平面的渦度增強速率相較於f平面緩慢，而在風暴形成後，其增強趨勢相近^[11]。DeMaria, M.及W. Schubert運用三層的波譜模式模擬熱帶氣旋，發現渦旋在48小時以前，β平面與f平面增強相近，而在48小時以後，僅只有f平面上的渦度增強^[12]。對於β效應對颱風移動的作用，Richard A. Anthes^[13]和G. Holland^[14]已作過清楚的動力學解釋，軸對稱的颱風環流引起非均勻地轉渦度場的平流使颱風渦旋西側的絕對渦度增加，東側的絕對渦度減小，從而便颱風渦旋向西移動，這就是由β效應引起的颱風渦旋的向西運動^[15]。

與垂直風切變交互作用

由於β效應能使渦旋產生一定的非對稱性，當考慮β效應和垂直風切變的雙重疊加效應時，所產生的非對稱性比單純由β效應或垂直風切變產生的非對稱性更大，並且強對流區主要集中在順切變左前部^[16]。

案例

1996年颱風賀伯所處之綜觀環境與颱風結構中，其移動機制亦被觀測與此效應有關^[17]。

釋義

^ 「β飄移」（英語：β-Drift）指的是一個平面的、孤立的、類剛體旋轉的渦旋在β平面上靜止環境大氣中的運動^[8]。

來源

^ A model for typhoon track (beta-gyre effect). 地球流體電脳倶楽部. [2023-07-22]. （原始內容存檔於2023-07-22）.
^ 存档副本. 中國文化大學大氣科學系. [2018-09-11]. （原始內容存檔於2017-10-19）.
^ 封閉水盆的羅斯貝波. 國立中央大學大氣科學學系. ^{[失效連結]}
^ 烟花颱風應變事件與氣象分析 (PDF). 國家災害防救科技中心. [2023-07-22]. （原始內容存檔 (PDF)於2022-08-19）.
^ Beta Gyre. 美國國家海洋暨大氣總署. [2023-07-22]. （原始內容存檔於2021-04-27）.
^ 楊正敏. 詭颱不動了「沒見過這種」. 聯合報. 2008-09-14 [2023-07-22]. （原始內容存檔於2008-09-15）.
^ The "β-Effect" and Environmental "β" effect. 大氣科學研究大學聯盟. [2023-07-22]. （原始內容存檔於2023-07-22）.
^ 王斌、Russell L. Elsberry、王玉清、吳立廣. 热带气旋运动的动力学研究进展. 大氣科學. 1998: 大氣科學.
^ 陳正改. 西北太平洋地區颱風路徑之個案分析. 氣象學報. 1994: 135–159.
^ 颱風的預報與改造及其他. 財團法人氣象應用推廣基金會. [2023-07-22]. （原始內容存檔於2021-08-02）.
^ Rangarao V. Madala;Steve A. Piacsek. Numerical simulation of asymmetric hurricanes on a β-plane with vertical shear. Tellus. 1975: 453–468.
^ DeMaria, M.;W. Schubert. Experiments with a Spectral Tropical Cyclone Model. J.Atmos.Sci. 1984: 901–924.
^ Richard A. Anthes. Tropical Cyclones Their Evolution, Structure and Effects. 1982: 208.
^ G. Holland. Tropical Cyclone Motion: Environmental Interaction Plus a Beta Effect. J.Atmos.Sci. 1983: 328–341.
^ 朱復成. 影响台风移动因子的数值研究. 熱帶氣象學報. 1989: 33–40.
^ 陳國民、沈新勇、楊宇紅. β效应和垂直切变对台风非对称结构及眼墙替换的影响. 高原氣象. 2010: 1474–1484.
^ 葉天降、呂國臣. 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). 交通部中央氣象局. 1997-06-20 [2023-07-22]. （原始內容存檔 (PDF)於2022-08-18）.

[9] 「β飄移」（英語：β-Drift）指的是一個平面的、孤立的、類剛體旋轉的渦旋在β平面上靜止環境大氣中的運動^[8]。

[1] A model for typhoon track (beta-gyre effect). 地球流體電脳倶楽部. [2023-07-22]. （原始內容存檔於2023-07-22）.

[2] 存档副本. 中國文化大學大氣科學系. [2018-09-11]. （原始內容存檔於2017-10-19）.

[3] 封閉水盆的羅斯貝波. 國立中央大學大氣科學學系. ^{[失效連結]}

[4] 烟花颱風應變事件與氣象分析 (PDF). 國家災害防救科技中心. [2023-07-22]. （原始內容存檔 (PDF)於2022-08-19）.

[5] Beta Gyre. 美國國家海洋暨大氣總署. [2023-07-22]. （原始內容存檔於2021-04-27）.

[6] 楊正敏. 詭颱不動了「沒見過這種」. 聯合報. 2008-09-14 [2023-07-22]. （原始內容存檔於2008-09-15）.

[7] The "β-Effect" and Environmental "β" effect. 大氣科學研究大學聯盟. [2023-07-22]. （原始內容存檔於2023-07-22）.

[8] 王斌、Russell L. Elsberry、王玉清、吳立廣. 热带气旋运动的动力学研究进展. 大氣科學. 1998: 大氣科學.

[10] 陳正改. 西北太平洋地區颱風路徑之個案分析. 氣象學報. 1994: 135–159.

[11] 颱風的預報與改造及其他. 財團法人氣象應用推廣基金會. [2023-07-22]. （原始內容存檔於2021-08-02）.

[12] Rangarao V. Madala;Steve A. Piacsek. Numerical simulation of asymmetric hurricanes on a β-plane with vertical shear. Tellus. 1975: 453–468.

[13] DeMaria, M.;W. Schubert. Experiments with a Spectral Tropical Cyclone Model. J.Atmos.Sci. 1984: 901–924.

[14] Richard A. Anthes. Tropical Cyclones Their Evolution, Structure and Effects. 1982: 208.

[15] G. Holland. Tropical Cyclone Motion: Environmental Interaction Plus a Beta Effect. J.Atmos.Sci. 1983: 328–341.

[16] 朱復成. 影响台风移动因子的数值研究. 熱帶氣象學報. 1989: 33–40.

[17] 陳國民、沈新勇、楊宇紅. β效应和垂直切变对台风非对称结构及眼墙替换的影响. 高原氣象. 2010: 1474–1484.

[18] 葉天降、呂國臣. 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). 交通部中央氣象局. 1997-06-20 [2023-07-22]. （原始內容存檔 (PDF)於2022-08-18）.

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