近日，Journal of Geophysical Research: Atmospheres在线发表了海洋与大气学院的最新科研成果“Mechanisms of Upper-Level Divergence Superimposed on Low-Level Disturbance Causing Heavy Rainfall over the Northern South China Sea In Autumn: Case Study（秋季高层辐散叠加低层扰动引发南海北部强降水的机制：个例研究）”。该成果的第一作者为海洋与大气学院2023级在读博士研究生冯杰，通讯作者为盛立芳教授，合作者包括安霞东博士、王菲博士和李婉菊博士。
南海北部（110°E–120°E，15°N–20°N）大部分地区的降水峰值出现在秋季9–10月。已有研究表明，非台风降水对秋季南海北部总降水的贡献高于台风降水，且热带辐合带、冷空气以及二者之间的相互作用是引发非台风降水的关键天气系统。本研究提出了一种新的强降水机制。基于对2010–2021年9–10月GPM卫星降水数据和ERA5再分析数据的分析，结果显示，西太平洋副热带高压（西太副高）在增强西伸的过程中，其南侧东风带内的低层（850 hPa）热带扰动受西太副高引导向西移动（图1），也可为南海北部带来强降水。
图1. 500 hPa 588位势什米等值线（蓝色，随时间颜色加深）和850 hPa热带扰动槽线（红色，经向速度零线）分布。（a）2013年9月，（b）2014年10月，（c）2014年10月，（d）2017年10月，（e）2019年10月，（f）2021年9月。
为探究西太副高增强西伸和强降水发生的原因，进一步利用线性斜压模式（Linear Baroclinic Model）和诊断分析方法，对2021年9月一次典型个例进行了深入研究。结果表明，中国中部降水释放的非绝热加热促进了西太副高的增强西伸和南亚高压的增强东伸。西伸的西太副高引导热带扰动进入南海北部，东伸的南亚高压则破坏了其东南部的“气旋-反气旋”对，在高低风速之间形成了强烈的高层辐散（图2）。高层辐散叠加在低层扰动之上促进了垂直运动和涡旋强度的发展，使得水汽在热带扰动上空聚集。进一步分析发现，在最强降水日，700–300 hPa之间的净水汽通量积分明显增加且云中冰水路径与雨水路径相当，表明该类型降水中冷雨过程十分活跃，对降水的增强起到了重要作用。
图2.热带扰动引发南海北部强降水机制图。（a）强降水发生前，（b）强降水发生时。
该成果探讨了西太副高南缘一次热带扰动引发南海北部强降水的机制，强调了高层辐散和冷雨过程在降水增强中的关键作用，丰富了对秋季南海北部强降水机制的认识。
发表文章列表：
Feng, J., X. D. An, L. F. Sheng, F. Wang, and W. J. Li, 2024: Mechanisms of Upper-Level Divergence Superimposed on Low-Level Disturbance Causing Heavy Rainfall over the Northern South China Sea in Autumn: Case Study. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 129, e2024JD041460.
文章链接：https://doi.org/10.1029/2024JD041460