全球约40%的人口居住在沿海地区，沿海强降水不仅威胁着当地居民的安全，还显著地影响能源、物流、渔业、旅游等海岸产业的经济发展。同时，海岸或近海的强降水还与海洋、生态、环境等领域存在息息相关的跨学科交叉影响。

降水日变化的离岸传播是一种独特的海岸降水现象，它塑造着海岸降水的发生时间和强度，是连接天气和气候的重要桥梁。然而，目前离岸传播的研究主要关注海洋性大陆、印度东海岸等少数海岸，且对其发生机制仍未达成共识。因此，从全球视角把握海岸降水日变化传播的规律和物理机制，对理解气候系统和预测灾害性天气具有重要意义。

我实验室海洋-陆地-大气相互作用与全球效应创新团队利用卫星观测资料，建立了首个全球海岸降水日变化离岸传播数据集，并进一步探究了降水离岸传播的时空变化和成因机制。研究表明(图1)，全球海岸普遍存在降水离岸传播(占78%)，且在全球近海降水量占主要贡献(占59%)，尤其是对于强降水(占63-100%) 。研究发现有利于离岸传播发生的主要条件是：较低的纬度、充足的水汽、离岸背景风或较小的向岸背景风。当上述三个条件齐备，离岸传播发生的概率高达90%。

图1 全球海岸降水日变化类型的全球分布与降水贡献

该研究从全球统计的角度统一了此前学界关于离岸传播主导机制的分歧，揭示海陆热力差异激发的重力波、密度流(冷池和陆风)、背景风场在不同条件下对全球离岸传播的相对贡献。在水汽充足的热带海岸，离岸传播由重力波主导，伴随着较强的降水和日变化(图2a)。在纬度较高的海岸，由于海陆热力差异无法激发重力波，离岸传播由背景风场的平流作用主导，伴随着较弱的降水和日变化(图2b)。此外，该研究还发现密度流和重力波在离岸传播中的“接力”作用十分普遍，即密度流主导的近岸慢速传播和重力波主导的远岸快速传播组成的两段离岸传播。

图2 全球海岸降水日变化离岸传播的概念模型

该全球海岸降水日变化离岸传播数据集的建立不仅有助于提升全球海岸强降水天气的科学认识，还可用于数值模式的检验和改进，提升灾害性天气的预报水平。尤其是在气候变化的背景下，有利于更全面地评估全球海岸的脆弱性。

研究成果于2022年12月在国际高影响学术期刊Nature Communications上发表，题目为“A global survey of diurnal offshore propagation of rainfall”。中山大学大气科学学院博士生方俊颖为第一作者，实验室创新团队核心成员杜宇教授为通讯作者。该研究得到南方海洋实验室创新团队建设科研经费、国家自然科学基金优秀青年项目和面上项目、广东省基础与应用基础研究重大项目、广州市科技计划项目等资助。