热带气旋降水日变化信号的径向传播

日变化是自然界包括热带气旋（tropical cyclone；TC）的最基本过程。前人研究发现TC内部云雨结构有显著的日变化特征；其中，高层云的冷却信号由中心向外传播的特征最为显著，称为日变化波动 (diurnal pulse)。TC云顶的日变化波动可能反映TC结构的变化；然而，日变化波动是否与深对流耦合亦或只发生在云顶，领域内一直存在争议。

海洋-陆地-大气相互作用与全球效应创新团队利用长时间序列（2001-2018年）的全球卫星降水、红外以及微波等观测资料，探究了TC降水日变化的径向传播特征。研究通过客观识别方法，提取出全球TC中具有显著传播特征的降水事件，并分析其与深对流的耦合。结果揭示，近一半的TC天数发生降水传播事件，即降水的峰值信号随时间由台风中心显著向外雨带传播（图1）。传播事件中，降水与高层冷云以及深层次的冰相过程耦合，表明日变化波动发生在整个深对流层次而非仅限于云顶。更重要的是，当降水传播事件发生时，TC中心附近的降水量和对流强度显著增加(图2)。换言之，降水传播将在TC内核区域产生更多的潜热释放，加深TC眼墙的对流深度，为TC的快速增强提供有利的条件。此结果一定程度解释了该团队关于“高层冷云的剧烈日变化波动是台风急剧增强的先兆信号”的发现。总之，TC内部对流活动的日变化对TC强度变化具有重要的指示意义，为TC强度变化研究提供了一个新的视角，同时也为TC强度预报提供了参考和借鉴。

图1. 基于TC降水传播事件的降水和红外亮温距平的时间-距离合成图，包括全部TC和不同持续时间的降水传播事件。

图2. 降水传播事件与非传播事件的差异合成图（传播减去非传播）：降水（第1排）、红外亮温（第2排）、微波亮温（第3排），包括不同强度的热带气旋（不同列）。

该研究成果于2022年2月发表在地学权威期刊Geophysical Research Letters(中科院SCI二区，影响因子4.720)，题目为“Is There an Outward Propagating Diurnal Signal in the Precipitation of Tropical Cyclones?”。中山大学大气科学学院博士研究生张心言为第一作者，实验室创新团队核心成员徐伟新教授为通讯作者。

该研究得到了国家自然科学基金项目、南方海洋实验室创新团队建设科研经费等的支持。

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