【科研动态】海洋-陆地-大气相互作用与全球效应创新团队揭示了季风期间华南典型降水区云-降水过程大尺度动力、热力和水汽结构特征

研究背景

每年的5-6月是南海季风影响华南的活跃阶段，但南海季风爆发前、爆发时和爆发后的云和降水过程及相应的大气结构特征都不一样。云-降水物理过程能够实现大气中热量和水汽的再分配，进而影响大气环流和大尺度的动力、热力和水汽场，大气的动力、热力和水汽场又能反过来影响大气云-降水过程。华南是东亚夏季风的重要影响区，南海夏季风是东亚夏季风的重要组成部分，因此，选取华南典型降水区以研究南海季风影响下不同降水过程的大气结构演变，有助于更进一步认识季风云-降水的物理机制和特征。尽管数值模拟和再分析资料也可以用来研究无法直接观测到的大尺度大气特征，但利用多源观测资料的融合客观分析，为定性甚至定量揭示云-降水的大尺度动力、热力和水汽结构变化提供了一种基于观测的新方法和新思路。

研究进展

本研究选取了季风期间降水丰富的广东龙门及其周边150km的区域作为典型降水区，以2016年5-6月作为研究试验时段，利用约束变分客观分析方法（constrained variational analysis, CVA）处理了地面、探空和卫星等多源观测资料，生成一套热力-动力相互协调的大气分析数据集。利用该数据集和FY-2E卫星TBB资料分析发现：南海季风爆发前的云系分散且弱，降水期间的垂直速度和视热源Q1廓线呈单峰结构；南海季风爆发时，云系强大，出现极端降水，大尺度的动力、热力和水汽场出现了跳跃性突变，其垂直廓线呈多峰结构，表明了浅对流、深对流和高空层状云砧的共存；南海季风爆发后，出现持续性强降水过程，主要由从南边强对流云系统分散出来的对流系统造成，大尺度的动力、热力和水汽场持续较强且垂直方向上呈单峰结构。

图1：（a）南海季风爆发前、（b）爆发时和（c）爆发后视热源Q1的时间-高度剖面及（d）不同时期的Q1垂直廓线。

论文信息

该研究成果于2020年11月15日被Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society (SCI二区)接收，近期拟发表，题目为“Large-scale dynamic, heat and moisture structures of monsoon-influenced precipitation in the East Asian monsoon rainy area”。创新团队核心成员王东海教授为文章的通讯作者，其博士研究生张春燕为文章的第一作者，中山大学博士研究生曾智琳、吴珍珍为该文章的合作作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省科技计划以及南方海洋实验室创新团队建设科研经费等的支持。

Zhang C, Wang D, Pang Z, et al. Large-scale dynamic, heat and moisture structures of monsoon-influenced precipitation in the East Asian monsoon rainy area. Q J R Meteorol Soc. 2021;1–24. 

https://doi.org/10.1002/qj.3956

（阅读论文请点击底部“阅读原文”）

nfhy

原创文章，如需转载请注明出处

文案：南方海洋实验室

图片：南方海洋实验室

封面：南方海洋实验室

编辑：胡悦、谢书谊

初审：杨崧

审核：漆姗姗、孙雯

审定发布：杨清华

往期推荐

02-03  科研动态

02-02 新闻速递

02-02 科研动态