研究进展
我实验室创新团队在弱对流产生极端降水的研究中取得新进展
来源:南方海洋实验室
2022.04.02
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人们通常认为极端降水主要由强对流产生,然而现实中不少极端降水案例未展现出强对流特征,这些事件的卫星红外亮温较暖、无或极少闪电发生、雷达回波无剧烈垂直发展等。从监测与预报的角度讲,由于无极端特征或剧烈发展趋势可依据,此类极端降水事件更具挑战性,潜在至灾可能性更大,在业务与研究上亟需重视。

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近20年的星载雷达探测资料以及多源卫星数据,探究了弱对流系统对极端降水事件的贡献及其结构与环境特征。研究通过客观识别方法,提取出全球热带-副热带暖季的极端降水事件,并根据其对流中心强雷达回波的发展高度,分类为弱对流、中等对流以及强对流事件(图1)。研究发现,弱对流事件占了陆地上极端降水事件近30%,与强对流事件的贡献相当(图1),突出其对极端降水的重要性。弱对流-强降水事件在海洋和季风区沿岸山脉迎风坡发生最为频繁。多源卫星资料结果表明,造成极端降水的弱对流系统的云顶高度低、冰相粒子层浅薄、无显著闪电活动等。进一步分析揭示了弱对流系统的雨滴在下落过程中增长异常迅速,表现为雷达廓线从冰冻层到近地面增加近50%;相对而言,强对流的雷达垂直廓线增加不明显。这表明了,弱对流系统造成极端降水的直接原因是其暖雨过程异常活跃。再分析资料显示,弱对流系统发生的主要环境特征为对流有效位能较低、大气湿润层十分深厚、低层水汽辐合很强以及地形抬升显著等。

图1:造成极端降水的弱对流系统例子(a-b)和统计结果(c-f)

该研究成果于2022年3月发表在地学权威期刊《Geophysical Research Letters》(中科院SCI一区,影响因子4.720),题目为“Extreme Precipitation Produced by Relatively Weak Convective Systems in the Tropics and Subtropics”。实验室创新团队核心成员徐伟新教授为第一作者和通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、南方海洋实验室创新团队建设科研经费等的支持。

原文链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2022GL098048


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