在我们的大气层中，巨大的气团在高空震荡，影响着我们的日常天气：这些被称为罗斯比波。由瑞士洛桑大学和苏黎世联邦理工学院研究人员牵头的一个国际团队发现，干旱地区的极端降水与这些波的强烈扰动有关，实现了对这些较少被研究领域的突破。
世界上超过三分之一的人口生活在干旱地区，遭受干旱和洪水等水文气象灾害的风险极大。虽然对控制湿润地区降水形成的天气系统进行了广泛探索，但我们对干旱地区生成降水大气过程的了解充其量仍然是零散的。在9月20日发表于《通讯-地球与环境》的研究中，该团队揭示了一种特殊的气象现象，被称为罗斯比波——高空急流的南北蜿蜒——在引发这些地区的极端降水中发挥了至关重要的作用。
RWB对季节性极端降水的促成作用。（de Vries et al.《通讯-地球与环境》2024）
当这些气团中的波在南北方向上放大时，会翻转并破碎，就像海浪在接近海岸时破碎一样。该团队使用各种降水数据集表明，罗斯比波破碎(RWB)是全球干旱地区降水的一个关键大气驱动因素。在中纬度风暴路径的赤道方向和下游干旱地区，RWB促成的日极端降水量高达90%，对总降水量的贡献高达80%。RWB与降水的相关性随着陆地干旱程度的增加而增加。在凉爽季节，RWB对降水的促成作用主要集中在亚热带干旱地区的向极地和向西的部分。
RWB与干旱地区降水的相关性。（de Vries et al.《通讯-地球与环境》2024）
“我们的研究结果使人们对导致社会脆弱地区暴雨的大气过程有了新的认识，这些地区同时受到淡水短缺和洪水灾害的威胁，”该研究第一作者、洛桑大学研究员Andries-Jan de Vries指出。“随着全球变暖，降水不足和极端降水事件预计都将加剧，尽管这些变化仍不确定。我们的发现有助于改进这些地区对洪水和干旱灾害的天气和气候预测。”
RWB与干旱地区降水相关性的示意图。（de Vries et al.《通讯-地球与环境》2024）
de Vries等人指出，将RWB诊断应用于业务模型预报，有可能依据已证实的由海洋表面温度强迫引起的RWB变异性的可预测性，帮助对干旱地区的水文气象灾害进行中期至（次）季节性预测。在气候变化背景下，该团队注意到，在干旱的亚热带地区，RWB对降水的促成作用特别大，而在那些地区，气候模型预估未来的降水量会减少，并且降水极端事件的预估变化存在很大不确定性。这意味着，RWB对气候变暖的响应与这些地区预估的降水减少直接相关，而且对未来降水极端事件变化的可靠预估关键取决于气候模型准确模拟这一大气过程和相关降水生成的能力。“因而在未来的研究中，将我们的分析扩展到气候模型模拟，会有助于澄清大气动力学在洪水灾害和淡水短缺的社会脆弱地区未来降水变化的预估和不确定性中的作用，”作者们写道。
（文/牛静美）
【参考来源：】
de Vries et al.《破碎的罗斯比波驱动了世界干旱地区的极端降水》《通讯-地球与环境》2024（开放获取）
https://doi.org/10.1038/s43247-024-01633-y
https://www.researchgate.net/publication/384199799_Breaking_Rossby_waves_drive_extreme_precipitation_in_the_world's_arid_regions
https://news.unil.ch/display/1727191993530
