梅雨带为啥老不走?高原上的风场是怎么像遥控器一样指挥江南的雨带乱跑的。

说起来,2020年这一年的梅汛期特别不一般,长江中下游的雨水就像个黏人的孩子,就是赖着不走。其实这背后有个大靠山,就是青藏高原上空的对流层波动在搞鬼。这次研究主要就是想搞清楚两件事:梅雨带为啥老不走?高原上的风场是怎么像遥控器一样指挥江南的雨带乱跑的。 先看看这场雨有多厉害。从6月1号一直下到7月31号,沿江那一带平均降水量比往年多了46%。像安徽、江苏、浙江这三省,更是有11个国家站的日雨量创下了历史新高。而且这个雨带跟它玩起了捉迷藏,六月中旬就在江淮间定居了,摆动的幅度也就2到3个纬距,给人一种“静止—跳动—再静止”的感觉。 咱们再把视线放到大气层上层。通过NCEP的再分析资料发现,高原东部到长江中游这一带形成了一条显著的波列结构。当高原上的东风切变变强时,波列的振幅就会跟着变大,江南的雨带也就跟着北抬;要是东风切变减弱,雨带就得往南压。 动力机制这一块也挺有意思。这个斜压Rossby波的源头就藏在高原东侧的南支槽前。暖平流加上辐散上升运动释放的潜热加热,反过来又会增强波列的力量。为了验证这个链条的可靠性,研究人员做了个敏感性试验:直接把高原的加热给去掉了。结果发现江南的暴雨日数直接少了一半多,这就证明了“高原驱动—波列传播—暴雨响应”这一套逻辑确实是成立的。 接下来看看青藏高原风场异常带来的连锁反应。高原东部500 hPa高度上的东风切变强度跟江南的暴雨天数可是成正比的,相关系数高达0.74。而且高原上空的西风急流核位置和暴雨带的边界几乎是严丝合缝地重叠在一起的。急流轴每向北移动1个纬距,暴雨带就会跟着北抬约2个纬距。 至于高层的平流层和对流层是怎么互动的?利用StratoClim-CFSV2资料显示出了一个有趣的现象:当平流层QBO处于东风事件期间的时候,高原东侧的极锋急流会显著增强。这样一来对流层上层就会出现异常反环流的现象,水汽就更容易滞留在江淮地区了。QBO东风跟江南暴雨天数也有正相关关系,能解释28%的年际变率变化。 为了更直观地验证这个过程,研究团队用WRF-Chem区域模式嵌套了全球模式做了数值模拟。在控制试验中成功还原了2020年梅雨“赖着不走”的场景。后来他们把高原感热通量人为调低了30%,结果江南的暴雨日数直接减少了46%,雨带迅速南压到江南南部去了;要是再抑制斜压波源的话,暴雨日数还能再减少34%。这就证实了高原加热、斜压波列和暴雨响应之间确实存在着一个闭环机制。 最后咱们总结一下这个连锁框架:当青藏高原的东风切变增强的时候,波列就会向长江中游传播过去;接着西风急流核的位置和暴雨带的摆动节奏是同步的。未来如果能把QBO和极锋急流这些高层信号的预报精度提高点的话,咱们没准能提前1到2个候就把梅雨带的关键转折给捕捉到了。