暴雨天气是夏季的“常客”，持续性的暴雨天气常常会引发洪水灾害。
中尺度对流系统（MCS）作为一种组织化的深对流系统，可在某地产生持久的强降水。已有研究表明，大型洪水的发生与MCS密切相关。
历史上究竟有多少次大型洪水与此相关？MCS又是如何引发洪水的？中国科学院大气物理研究所对此进行了研究，相关成果发表于《地球物理研究通讯》。
▲来源：中央电视台
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中尺度对流系统：
洪水的发动机
我国位于东亚季风区。东亚夏季风来自湿润的热带和亚热带洋面，携带大量的湿热空气进入东亚大陆，这为对流的形成提供了必要的水汽条件。
与此同时，季风气候具有雨热同期的特点，即夏季温度高，且常常出现大气不稳定现象，为对流的产生提供了动力条件。
MCS是由多个雷暴单体组成的。这些雷暴单体相互作用，形成一个有组织的连贯系统。
MCS像是一台“发动机”，以不稳定的大气为“燃料”，以充足的水汽为“原料”，生产出持续性强、强度大且集中的强降水，从而引发洪水。
▲MCS引发洪水示意图
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多数大洪水由MCS导致
中国科学院大气物理研究所的研究人员，采用 “自组织映射 （SOM）方法”，对MCS进行了分类，将东亚地区2000年至2021年6月至8月的洪水与不同类别的MCS联系起来。
研究发现，在2000~2021年夏季发生的175场大洪水事件中，159场（91%）与MCS有关，其中114场（65%）由MCS主导。
▲a、b：MCS主导和相关的洪水和潜在洪峰期（PFPP）的数量；c：不同类型MCS的致洪效率；d：不同区域的结果
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致洪关键因子
研究人员将MCS分为4类，不同类型的MCS在对流面积、对流持续时间和降水率等方面表现出显著差异，其产生的降水通量和降水量不同，因而诱发洪涝的能力也不同。
而最终决定MCS致洪能力的因素包括：MCS降水率、生命周期、移动速度和陆地降水面积。
更长的生命周期不仅有利于增加总降水量，还能够增加MCS移动区域的重叠面积。而较慢的移动速度同样有利于增加重叠面积。更高的重叠面积不仅有利于单位面积降水量的累积，也使得降水转化为土壤含水的比例降低。
在全球变暖背景下，MCS发生显著变化，给社会带来更大的风险挑战。“知己知彼，百战不殆”，研究MCS，对我们预报和防洪水事件的发生具有重要意义。
参考文献：
1. 陈栋,黄荣辉,陈际龙.我国夏季暴雨气候学的研究进展与科学问题[J].气候与环境研究,2015,20(04):477-490.
2. Ding,T.,Zhou,T.,Guo,Z.,Yang,Y.,Zou,L.,& Chen,X. (2024). Contribution of mesoscale convective systems to floods in the East Asian summer monsoon region. Geophysical Research Letters,51,e2023GL108125. https://doi.org/10.1029/2023GL108125
来源：中国科学院大气物理研究所
责任编辑：王颖 刘映含
