大气科学学院陈桂兴教授天气研究揭示中国两类暴雨的成因机制

稿件来源：大气科学学院 | 作者：大气科学学院 | 编辑：许佳、郝俊 | 发布日期：2019-11-28 | 阅读次数：

我校大气科学学院陈桂兴副教授、杜宇副教授及其合作者从日变化角度，深入研究了华中梅雨雨带和华南暖区暴雨的成因机制，并提出相应的理论模型。一系列研究成果发表于相关领域知名期刊Monthly Weather Review和Journal of Climate，有效地提升了我国对暴雨的科学认识和预报能力。

图1. 华中夜间暴雨的成因机制的概念图

（1）对华中夜间暴雨的研究（如图1所示）表明：受大气边界层加热的影响，华南上空的季风气流在白天被抑制，暖湿能量逐渐堆积。季风气流在夜间转为增强，形成低空急流影响长江流域。季风气流的夜间加速可显著加强长江流域的水汽输送辐合、动力抬升和对流不稳定，能量释放可激发中尺度对流系统的夜间发展。因此，伴随季风日变化的暖湿能量“白天蓄能-夜间释放”机制成为中国东部早晨暴雨的重要成因。这种现象可在数天内反复发生，造成严重的洪涝灾害。研究结果还指出，大气环流和日变化现象在暴雨有关的多尺度过程扮演重要角色。副热带高压等大尺度环流可通过热力和动力机制调节风场日变化，影响夜间中尺度对流系统的发生发展，从而控制暴雨的具体时间和落区。当大气环流由暖转冷，风场日变化和降水特征也发生相应调整。

图2. 华南海岸暖区暴雨的成因机制的概念图

（2）对华南暖区暴雨的研究（如图2所示）表明：基于集合预报分析发现，暖区暴雨的可预报性相对锋面暴雨更低。天气尺度低空急流（SLLJ）与锋面暴雨相关，而南海的边界层急流（BLJ）与暖区暴雨关系更加密切。基于高分辨率模式进一步分析华南暖区暴雨的对流触发机制，提出双低空急流的新概念模型。BLJ出口区的低层辐合和SLLJ入口区的中低层辐散的垂直结构配置在海岸附近造成中尺度抬升，对暖区暴雨的触发起关键作用。气候统计分析还发现，BLJ和SLLJ对华南降水的分布具有显著不同的影响，其影响机理与地形作用、天气尺度扰动和水汽输送过程密切相关。