地球气候系统存在多重尺度特征，包括从较短尺度的日变化到较长尺度的年际甚至年代际变化。在亚洲夏季风区，风场和降水呈现明显的日变化现象，体现了大气运动对太阳辐射强迫的基本响应。同时，它还与更长时间尺度变化相联系，形成多尺度相互作用。研究夏季风区的日变化现象及其在气候系统中的作用，有助于提升对天气气候多尺度变化的科学认识和预测能力。
我实验室海洋-陆地-大气相互作用与全球效应创新团队研究发现，季风气流日变化对亚洲夏季风系统的运行和我国持续性暴雨的发生起到了至关重要的作用。活跃的夏季风气流常伴随着显著的日变化现象，低空风速在半夜后达到最强，其中，南风夜间增幅可达1.2 m/s，且主要为非地转成分。夜间加强的季风气流起到大尺度气泵作用，把大量水汽从热带输送到副热带地区，加强喜马拉雅山脚和中国东部平原的凌晨降水，增强季风经向环流的北部上升支（图1）。这种过程的峰值时间和影响区域不同于白天地形感热直接驱动的上坡风和午后热力对流（所谓“气泵效应”），可称为第二类“气泵效应”。两类气泵均在夏季活跃，共同构成季节气泵驱动夏季风环流。季风气流日变化还与大气季节内振荡和年际变化相联系，对南亚和东亚的区域气候都有重要贡献。
图1. 亚洲夏季风气流夜间加速起到第二类“气泵效应”的概念图
研究表明，中国东南部的季风气流日变化起到“白天蓄能-夜间释放”的作用，在夜间把暖湿能量快速输送到江淮流域的梅雨锋区，激发中尺度对流系统在凌晨发展，并造成早晨暴雨峰值的出现（图2）。这种过程可在数天内反复发生，形成一条像走廊一样狭长的雨带，称为暴雨走廊（Rainfall Corridor）。雨带的东西长度超过1000公里，但南北宽度只有300公里，甚至更窄，是造成流域性大洪水的重要推手。暴雨走廊事件能贡献50%以上的梅雨期降水量，解释70%的降水年际变化方差，是江淮区域降水平衡的主导者。事件的生消、持续天数和年际变化受到中高纬大气环流与热带大气环流的协同调节。
图2. 中国暴雨走廊事件的降水及年际变化
这一系列研究成果分别以“Diurnal cycle of the Asian summer monsoon: Air pump of the second kind”和“Corridors of mei-yu-season rainfall over eastern China”发表在天气气候领域的国际著名期刊Journal of Climate上。创新团队核心成员陈桂兴教授分别为两篇论文的独立作者和通讯作者。该研究得到了科技部国家重点研发计划（2016YFA0600704）、南方海洋实验室创新团队经费等的支持。
相关论文
1.Chen, G.*, 2020: Diurnal cycle of the Asian summer monsoon: Air pump of the second kind. J. Climate, 33 (5), 1747–1775.
2.Guan, P., G. Chen*, W. Zeng, and Q. Liu, 2020: Corridors of mei-yu-season rainfall over eastern China. J. Climate, 33 (7), 2603–2626.
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