近日，Climate Dynamics期刊发表了海洋与大气学院最新科研成果“The combined effect of multiple water vapor transport channels can better reflect the variability in summer precipitation over North China”（多条水汽输送通道的联合作用能更好地反映华北夏季降水的变化）。该成果第一作者是海洋与大气学院青年教师祝清哲，通讯作者是兰州大学大气科学学院刘玉芝教授。
水汽输送是降水产生的重要影响因素之一，华北地区位于季风影响过渡带，该地区水汽输送同时受东亚季风和中纬度西风影响，然而在水汽输送影响华北夏季降水的部分研究中西风水汽输送的作用往往被忽视。本研究发现水汽通量和降水的多变量经验正交函数分解第二模态表现出1979-2019年间，西风水汽输送、东亚季风水汽输送和华北地区夏季降水呈现明显的同步变化，水汽输送的正交函数分解时间序列与华北降水时间序列显著相关，并且这种相关性均强于华北地区南边界水汽通量（季风主导水汽通量）或华北地区西边界水汽通量（西风主导水汽通量）与华北地区降水的相关性，这表明西风和东亚季风联合的水汽输送对华北降水有显著影响（图1）。环球遥相关模态驱动了季风和西风水汽的组合输送。我们进一步设计敏感性数值试验量化西风和东亚季风水汽输送对华北夏季降水的相对贡献：当西风驱动的水汽输送减少50%时，华北地区降水将减少19.59%，而东亚季风输送的水汽减少50%时，华北地区降水将下降38.31%，但当西风和东亚季风水汽输送同时减半，华北地区降水则减少48.90%，这比单独减少某一个水汽输送的影响都更为严重（图2）。影响机制可解释为水汽输送的减少降低了华北地区的水汽含量，进而影响了云的形成和垂直运动的发展，最终导致降水减弱。因此，西风输送的水汽是华北地区降水的重要水汽来源，它与东亚季风水汽输送的协同作用对于华北地区夏季降水具有重要的预报意义。
图1. 1979至2019年夏季降水（阴影）和整层水汽通量（矢量）的MV-EOF主导模态（a，c）和相应的时间序列（b，d）。（a）和（c）中的红色和蓝色矩形分别代表长江流域和华北地区。1979～2019年PC2和夏季降水的时间序列（e）及散点分布（f）。
图2. 左列为正常模拟得到的降水；中间列为不同敏感性试验得到的降水，其中SE1为西风水汽输送减半、SE2为东亚季风水汽输送减半、SE3为西风和东亚季风水汽输送同时减半；右列为正常模拟与敏感性试验之间的降水差值。
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Zhu, Q., Liu, Y. The combined effect of multiple water vapor transport channels can better reflect the variability in summer precipitation over North China. Clim Dyn 61, 5887–5904 (2023).
文章链接：https://doi.org/10.1007/s00382-023-06891-8