科研成果

您所在的位置:首页 >> 学术科研 >> 科研成果 >> 正文

大洪水为何多发生在早晨?——我院陈桂兴副教授在降水日变化研究领域取得新进展

点击数:756 来源:本院 文章录入:zengying 更新时间:2017-07-30

 暴雨走廊事件是强对流系统频繁出现在同一纬度带,形成狭长区域的极端降水而引发洪水的现象(图1)。暴雨走廊事件的发生不仅与大气环流背景有关,还可能受到日变化强迫等局地环流的显著调节,呈现早晨峰值特征。我院陈桂兴副教授近日在天气学著名期刊《Monthly Weather Review》上发表研究论文“Diurnal cycle of a heavy rainfall corridor over East Asia”,指出华南地区季风气流夜间加速现象可在长江流域激发出早晨暴雨走廊事件,造成特大洪水。

 陈老师等利用中尺度数值模式,成功模拟了造成19986月长江流域大洪水的早晨暴雨走廊事件(图1)。观测分析和数值模拟一致显示,低空风场在白天处于抑制状态,暖湿能量堆积于华南上空;西南季风气流在晚上显著增强,形成夜间低空急流,并从华南地区扩展到长江流域(图2)。伴随着季风气流夜间加速,长江流域的水汽输送、动力抬升和对流不稳定能量都在夜间到早晨显著加强。低空急流穿过三个平原地带,能在梅雨锋区南侧激发多个中尺度对流系统的快速发展(图3)。研究结果还显示,不稳定能量主要出现在离地面约1公里高的抬升层,并在对流启动前急剧增加,与夜间低空急流的强烈水平输送有关。对流系统的反馈作用随后进一步加强入流抬升输送,维持不稳定能量,有助于降水系统的有组织化。日出之后,伴随着低空急流消亡和不稳定能量消退,长江流域的暴雨走廊转入抑制位相,暖湿能量则重新在华南地区积蓄,为下一次日循环作准备。

 该研究成果表明季风气流日变化在中国东部暖湿能量的充电放电过程中扮演重要角色(图3),为预报极端暴雨和特大洪涝提供了新颖的科学见解。论文合著者包括日本东北大学佘伟明准教授、岩崎俊树教授和我院温之平教授。

相关论文: Chen, G.*, W. Sha, T. Iwasaki, and Z. Wen, 2017: Diurnal cycle of a heavy rainfall corridor over East Asia. Monthly Weather Review, 145 (8), 3365–3389. doi: http://dx.doi.org/10.1175/MWR-D-16-0423.1


Fig1aChen2017.jpgFig1bChen2017.jpg

     Fig1cChen2017.jpg

1. 与暴雨走廊事件有关的5天降水量的(a)地面观测、(b)卫星观测和(c)模拟结果

Fig2Chen2017.jpg

2. 低空急流(红色风向标)、暖湿能量(阴影)和降水(线条)的时空演变

Fig3Chen2017.jpg

3. 激发早晨暴雨走廊的白天蓄能-夜间释放机制的概念图