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原创 张心言 上海台风研究所 2026年1月12日
热带气旋（Tropical Cyclone；TC）登陆往往伴随着狂风暴雨，是引发洪涝、泥石流等次生灾害的主要诱因。然而，现有研究对登陆过程中TC降水的精细化演变机制仍认识有限，这制约了暴雨预报精准度的进一步提升。研究发现，TC降水呈现显著的日变化特征，深刻影响着降水的时空分布。在登陆过程中，TC降水的日变化受云-辐射反馈、海陆热力差异等多种物理过程的复杂调控，从而增加了登陆TC降水预测的不确定性。尤其值得关注的是，TC内部对流的昼夜振荡可能激发重力波，驱使降水在一天之内呈现出从风暴中心向外围的系统性“传播”特征。那么，这一传播过程如何影响登陆TC降雨的分布和强度？又是否会加剧暴雨风险？近日，上海台风研究所的研究团队针对“登陆TC降水日变化传播”开展了系统性研究。
研究团队基于2001-2019年高时空分辨率的GPM IMERG卫星降水资料，在全球尺度上系统识别并统计了登陆TC的降水日变化传播事件。结果表明，全球约30%的登陆TC会出现显著的降水日变化及向外传播现象，具体表现为降水正异常从TC内核逐渐向外围雨带区域扩展。从合成信号上来看，与开阔洋面上TC降水传播多始于凌晨（03-06时，图1a）不同，登陆TC的降水传播启动时间滞后约3-6小时，在06-09时启动（图1b）。进一步分析发现，这种滞后源于登陆TC的降水日变化传播存在双启动高峰：一是凌晨（00-06时），二是中午前后（09-15时）（图2a）。凌晨启动的传播多与较强TC相关，主要由夜间云顶长波辐射冷却增强的内核对流驱动（图2b）；而中午启动的传播则多见于较弱TC，主要受白天地表短波辐射加热触发（图2c）。
图1 （a）洋面TC和（b）登陆TC降水日变化传播事件（DPP）中降水日距平异常随半径-时间的分布
图2 （a）开放洋面（Open-ocean）、近岸传入（Ocean-to-land）以及陆面（land-originated）TC降水日变化传播事件启动时间频率分布；（b）凌晨（00-06时）、（c）中午（09-15时）启动的陆面降水传播事件降水正异常（填色）及TC强度（箱线图）分布
研究还发现，在发生降水传播的日子里，TC产生的总降雨面积和极端强降水（日雨量前1%）面积均显著增大（图3）。尤为值得注意的是，弱TC若发生降水传播，其外围雨带（距中心300-500公里）的极端强降水范围扩张尤为剧烈，增幅可达38%（图3f）。这意味着，即使是强度不高的TC，若在登陆期间出现降水日变化传播过程，在午后地表辐射加热及海陆热力差异的共同影响下，其外围雨带强降水将进一步加剧（图4b），从而显著增加沿海及内陆地区的暴雨和极端降水风险。
图3 所有TC（ALL）、弱TC（TD-TS）和强TC（ CAT1）陆地降水面积（降水率>1mm/day）和极端降水面积（降水率大于139mm/day；前5%）：（a-b）0-100 km、（c-d）100-300 km、（e-f）300-500 km
基于观测数据的分析结果，该研究提出了登陆TC日间降水传播形成机制的双重框架。在强TC中，TC内核被深厚的云系覆盖，夜间云顶长波辐射冷却仍是触发对流发展的关键，进而激发出向外传播的惯性重力波，驱动降雨向外围扩展。与之相比，弱TC中白天陆地表面受到的短波辐射加热更强，促进了边界层不稳定和对流发展，使降水传播往往启动于中午前后，并且在传播到外围雨带后，与午后的局地降水增强信号相叠加，进一步加剧了外围雨带降水。因此，海陆热力差异与TC自身结构的相互作用，共同调控了降水传播的特征与最终雨带分布，为理解登陆TC降水的复杂演变提供了关键物理线索。
图4 （a）强TC和（b）弱TC降水日变化传播及其与外围雨带局地降水相互作用概念图
该研究首次在全球尺度上揭示了登陆TC降水日间传播特征，强调了考虑TC内部昼夜物理过程对于改进降水预报的重要性，为认识登陆TC降水演变机理提供了新的科学依据。该研究成果发表于期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》，第一作者为上海台风所张心言助理研究员，通讯作者为上海台风所鲍旭炜研究员和中山大学徐伟新教授。本研究得到了国家自然科学基金及上海市科委启明星扬帆计划等项目的资助。
论文信息：
Zhang, X., Guo, S., Bao, X., & Xu, W. (2025). Diurnal propagation of precipitation in landfalling tropical cyclones. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 130, e2025JD044440.
原文链接：
https://doi.org/10.1029/2025JD044440 | 
发表于 2026-1-13 10:31:26
