科研進展

CD: 持续性强降水的对流层顶早期信号

  在氣候變化背景下,近年來持續性強降水事件有增多趨勢,對社會生産生计、人身安全和健康疾病等方面産生重大影響。持續性強降水频繁比短時強降水引起的洪澇災害更嚴重,因此,捕捉持續性強降水事件的前兆信號具有重大意義。爲此,大氣科學和地球流體力學數值模擬國家重點實驗室(LASG)趙亮高工和肖子牛研究員重點研究了中國華南地區持續性強降水事件的季節內前兆信號,從氣候態角度總結了華南持續性強降水事件發生的天氣系統特殊配置。

  研究發現,對流層頂附近的等熵位渦的季節內振蕩是捕捉持續性強降水事件前期信號的有力工具,利用該工具,發現了導致華南持續性強降水的早期信號起源于兩個地區:北極地區和熱帶印太季風區。在降雨峰值之前20天,青藏高原西部和東亞西風急流北側的對流層頂附近是異常位渦加強並改變傳播方向的兩個中轉點。在降雨峰值前10天,南亞高壓和鄂霍次克海阻高的聯合作用對北側高位渦異常冷空氣的擠壓,使345K傾斜等熵面上形成狹窄而穩定的高位渦冷空氣輸送通道,使冷空氣能夠南下至較低緯度,並與異常偏強的副熱帶高壓帶來的低位渦暖濕空氣交彙對峙,導致強降水的發生,這種高位渦異常低壓被三個低位渦異常高壓系統(南亞高壓、鄂霍次克海阻高和西太平洋副高)包圍的形勢十分穩定,使冷暖空氣的強對峙形勢維持數日甚至十多天,華南持續性強降水與這種特殊的前期天氣系統配置密切相關。這一發現爲區域持續性強降水的預報提供了新的潛在因子。

  上述研究由大气所LASG肖子牛研究员提议和指导,赵亮高工负责研究方案制定和诊断分析,中国民航大学刘海文教授、广东省气候中心正研级高工胡娅敏等参与方法研发和数据分析,该研究成果已在Climate Dynamics上发表,得到国家重点研发计划“全球变化与应对”专项(2018YFA0606203)和中國科學院战略性先导科技专项子课题(XDA20060501)共同资助。

 

图1 (左)华南持续性强降水事件的位涡季节内振荡(彩色阴影)时间-纬度演化和(右)雨峰前20天345-K等熵面位涡季节内振荡(彩色阴影)和风场季节内振荡(箭头)

 

图2 华南持续性强降水事件前兆信号和天气系统配置沿等熵面的示意图

  文章信息:

  Liang Zhao, Haiwen Liu, Yamin Hu, Huhua Cheng, Ziniu Xiao*. Extratropical extended-range precursors near the tropopause preceding persistent strong precipitation in South China: a climatology. Climate Dynamics, 2020, DOI: 10.1007/s00382-020-05437-6.

  文章鏈接:https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-020-05437-6

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