一项国际研究显示，穿过云层的空气快速上升可能导致剧烈的、局地猛烈降雨，并证明这些空气上升是可以预测的。该研究来自多国的气候专家作者团队，开发了一种独特的尖端建模系统，标志着人们识别和预测危及生命的短时极端降雨的方式发生了根本性改变。更好地预测这些强降雨会有助于为社区提供关键时间，为可能导致毁灭性暴洪的极端天气做好准备。这项由英国气象局和纽卡斯尔大学牵头的研究7月发表于《天气与气候极端事件》。
所有事件的累积降雨量剖面。（Davies et al. 《天气与气候极端事件》2024）
该团队这项研究的动机是为预报员和使用者提供补充指南和工具，来识别和预测可能导致危及生命的暴洪的大气条件。“新模型旨在增强英国抵御极端天气事件的能力，由于气候变化，极端天气事件正变得更加频繁和剧烈，”首席作者、英国气象局首席气象学家Paul Davies表示。“这种方法满足了提高预测能力的迫切需求，将会有助于英国和全球社会降低与日益增加的极端天气事件相关的风险。”
为了理解这些极端降雨事件，Davies等人有了一个令人兴奋的发现：一个三层的大气结构的存在，由潮湿的绝对不稳定层(MAULs)夹在稳定的上层和接近稳定的下层之间组成。
从前条件作用到过渡的四阶段概念模型示意图。（Davies et al. 《天气与气候极端事件》2024）
该研究聚焦的是极端降雨环境的大气属性，尤其关注了与次小时降雨产生过程相关的热力学。其确定了一种独特的三层大气结构，这对于理解局地暴雨和相关的大尺度大气稳态至关重要，这可能使极端暴雨和暴洪的发生得到进一步提前的预测。“我们提出了一个基于成分方法的四阶段概念模型，用于描述产生 英国次小时极端降雨的动力学和热力学过程，其中包括在一个三层大气结构中的MAULs的表现形式，”作者们写道。“此外，我们还描述了极端降雨的前兆天气环境特征，并提供了中纬度地区该四阶段概念模型的一些示例，以帮助使用者识别和预测。”
平均海平面气压（MSLP）稳态5和6，https://doi.org/10.1002/met.1563（上行）和Rex涡旋演化示意图（下行）。（Davies et al. 《天气与气候极端事件》2024）
Davies等人也指出，对于未来的研究，他们注意到他们的结论是基于降水事件数据，但他们没有将其与空值案例(背景气候学)进行比较。与空值事件进行比较将会增加该研究结果的置信度。“我们怀疑（尽管我们需要验证这一假设），我们的概念模型可能会导致一些误报（即满足了要求但没有暴雨事件），但我们无法评估这些误报的频率，因为气候数据尚未被分析，”他们写道。
“我很高兴能够帮助牵头这项激动人心的新研究，它提供了一种关于极端降雨过程的思维范式的转变，”共同作者、纽卡斯尔大学气候变化影响教授Hayley Fowler表示。“我们将进一步开发这一模型，使之成为一个可以帮助实现联合国‘全民早期预警’倡议的业务系统。随着人为气候变化导致更多的极端天气条件，现在比以往任何时候都更需要准确的早期预警系统。”
（文/牛静美）
【参考来源：】
Davies et al.《一个理解和预测危及生命的降雨极端事件的新概念模型》《天气与气候极端事件》2024（开放获取）
https://doi.org/10.1016/j.wace.2024.100696
https://www.ncl.ac.uk/press/articles/latest/2024/08/extremerainfallprediction/
