黎伟标教授团队在降水垂直结构研究中取得重要进展

       降水垂直结构指示着降水粒子的相变和增长过程,在全球水循环和能量循环中扮演重要作用。一方面,垂直发展旺盛的降水和强降水通常存在正相关,这也是目前卫星被动遥感降水算法的基本原理。另一方面,降水是自上而下发展的,降水强度通常随着高度的降低而增加。然而,在某些罕见的情况下,降水垂直发展并不遵循这些规律,这会极大提升降水的预报难度。

 

        2021年8月2日,我实验室黎伟标团队在Nature合作期刊npj Climate and Atmospheric Science(中科院一区,影响因子8.624)发表了题为“Enhancement of ice-phase precipitation caused by thermal forcing produces ghost echoes over the Tibetan Plateau”‎的研究论文。该工作在我国青藏高原地区发现了一种独特的降水垂直结构,并将之命名为“幻影回波”(ghost echo)。“幻影回波”是一种降水在冰相区的特殊结构,表现为垂直发展旺盛但强度弱,这为目前的降水理论提供了一类反例,增进了我们对降水本质的认识。这也是该团队继“云内微物理过程全景”(GRL 2020)、“冻结层上的回波大值”(AAS 2021)之后又一重要进展。

 

       在这项研究工作中,研究人员发现“幻影回波”的回波最大值出现在了0度层以上1.5 km,且在0度层附近没有出现亮带(图1)。这一结构提升了降水发展高度、抑制了降水粒子下传,但可能促进了邻近区域降水的发展。

图1 “幻影回波”的雷达反射率剖面

 

       “幻影回波”多生成于午后,其主因是青藏高原独特的热力条件产生的条件不稳定环境,而不是风切变(图2)。

 

图2 “幻影回波”概念图