天气型对华南沿岸强降水时空特征的影响

发布时间:[2021-05-28]        字号:[ ]

华南沿岸处于东亚季风区,是我国夏季主要的对流活跃区和强降水中心。暖季频繁发生的强降水是重大自然灾害之一,易造成城市内涝并带来经济损失。强降水的发生时空特征受到不同尺度多个因素的影响,大尺度和季节尺度上的季风环流、天尺度上的天气系统与海陆风复杂下垫面包括沿岸地形和城市,不同因素的耦合作用也使得强降水机制更为复杂。


南京大学大气科学学院赵坤教授课题组利用较长时间2000-2018年)的数据使用T模态倾斜旋转主成分分析法(PCT)对华南暖季的大气环流进行客观分型,并结合11年的中国自动站与CMORPH降水产品融合的逐时降水量数据,揭示了低层环流天气型在影响华南沿岸暖季强降水过程中的关键作用


1  华南暖季强降水的空间分布


2  华南暖季三种典型天气型(第一列)、强降水天925 hPa风场和位势高度场(第二列)及强降水空间分布(第三列)

研究表明,华南沿岸暖季降水主要分布在研究区域覆盖的南部海岸线附近和内陆迎风坡区域(图1研究区域内日降水量排前10%对应的强降水天可贡献超过40%的总降水量其中超过70%的强降水天发生在三种典型低层环流天气型下(图2),包括两种西南季风天气型(P1与P3)和一种低涡东南风天气型(P2)。低层天气型会显著影响强降水特征。有利于强降水的环境场在南海北部有更强的气压梯度、低层向岸风和水汽输送,其降水中心主要位于盛行风下游的沿岸区以及内陆迎风坡。


3  典型天气型下强降水日变化及垂直剖面风场与辐合场的日变化

南海北部的低层向岸强风的日变化是影响降水日变化的关键动力因素(图4),其通过调整沿岸风场辐合影响降水。地转风和惯性振荡导致的非地转风的日变化分别是影响低涡型和西南季风型下风场和降水日变化的重要因子此外,在太阳辐射的主导下,对流不稳定度在午后显著增强,为三种天气型下的下午降水峰值提供了有利的热力条件。


研究利用客观分型方法揭示了低层环流天气型对华南沿岸暖季强降水的重要影响不同的典型天气型下强降水的时空特征及其成因有显著差异,其中低层盛行向岸强风是决定降水分布和日变化的关键因素;此外,海陆风、山谷风、沿岸地形以及大气热力条件的日变化等因子也会进一步影响降水日变化。

该研究成果《The Crucial Role of Synoptic Pattern in Determining the Spatial Distribution and Diurnal Cycle of Heavy Rainfall over the South China Coast》发表在国际知名期刊《Journal of Climate》(影响因子5.707)。论文第一作者为2018级博士研究生王晨丽,赵坤教授和美国宾州州立大学陈兴超助理教授为共同通讯作者,南京大学为论文通讯单位。本研究受到国家重点研发计划(2017YFC1501703),国家自然科学基金重大项目(41875053, 42025501, 41805025, 41475015和41322032),江苏省"333高层次人才培养工程"(BRA2019037)等项目的支持。

 Wang, C., Zhao, K., Huang, A., Chen, X., & Rao, X. (2020). The Crucial Role of Synoptic Pattern in Determining the Spatial Distribution and Diurnal Cycle of Heavy Rainfall over the South China Coast. Journal of Climate, 1-47. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-20-0274.1

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