每年夏季,季风气流为亚洲带来充沛的降水,影响着全球一半以上人口的生产生活。其中,海岸地区不仅是季风降水最集中的区域,还是强对流天气的频发区。季风海岸活跃的强对流系统不仅常伴随闪电、强风、强降水等恶劣天气,还释放大量潜热驱动大气环流,对区域甚至全球气候造成显著影响。把握海岸强对流的发生规律和物理机制,对理解气候系统和预测灾害性天气具有重要意义。
近日,我实验室海洋-陆地-大气相互作用与全球效应创新团队核心成员陈桂兴教授作为通讯作者与作为第一作者的中山大学大气科学学院的白兰强博士等研究人员合作利用气象雷达观测资料,建立了首个多年高时空分辨率的华南对流触发数据集,并进一步探究了典型季风海岸对流触发的时空变化和成因机制。这一系列成果分别以题为“Convection Initiation in Monsoon Coastal Areas (South China)”、“Image Processing of Radar Mosaics for the Climatology of Convection Initiation in South China”发表在天气气候领域的著名国际期刊Geophysical Research Letters和Journal of Applied Meteorology and Climate上。研究团队进一步开发了一套“华南区域强对流天气初生实时监测系统”,可对华南对流触发进行实时精细化监测。
研究表明,对流触发频发于距海岸线100公里范围内的区域,与海陆风环流关系密切,且在夏季风爆发后变得活跃(图1和2)。华南海岸存在对流触发的四个热点区域,分别位于三亚、防城港、阳江和汕尾附近。对流触发的白天热点主要出现在海岸山脉的迎风面(图1),夜间热点则出现在附近海面(图2),表明新生对流受到季风气流、海陆地形和局地环流的显著影响。该研究还首次揭示了海岸夜间对流触发的向海传播特征,且超前于海岸夜间降水的传播现象。
图 1. 白天的对流触发空间分布(填色)和1000 hPa水平风场(红色箭头)。M1-M4为海岸山脉。
图 2. 夜间的对流触发空间分布(填色)和925 hPa水平风场日变化偏差(红色箭头)。M1-M4为海岸山脉。
该对流触发数据集的建立不仅有助于提升南海海岸(包括粤港澳大湾区)强对流天气的科学认识,还可用于检验和改善数值模式,提升灾害性天气的预报水平。基于研究团队开发的对流触发实时监测系统,可通过精细化监测预警来提升区域防灾减灾的能力。
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