中国东部位于东亚季风区,东亚夏季风气流源源不断地把海洋上的暖湿空气输送到大陆上空,形成中国东部汛期雨季,伴随雨带进退的水汽输送路径及源地的变化一直受到国内外气象界高度关注。以往研究多采用欧拉方法描述水汽输送特征,不能定量确定水汽输送路径以及源地的贡献。近期,我院江志红教授课题组基于拉格朗日后向轨迹追踪方法研究中国东亚夏季风雨季的水汽输送路径及其源地,定量确定了不同雨季的水汽输送路径及其源地的贡献,相关成果已发表于《Journal of Climate》。
该研究使用HYSPLIT拉格朗日轨迹追踪模式,基于蒸发降水诊断法、改进的区域源汇归属法等,将中国东部汛期雨季分为南海夏季风爆发前的华南前汛期、南海夏季风爆发后的华南前汛期、江淮梅雨和华北雨季四个阶段,分别确定了各个雨季的主要水汽通道与主要源地的水汽贡献。发现:随着夏季雨带北推,主要水汽通道、水汽源地向北移动,但各雨带主要水汽源地和主要水汽通道存在差异。南海夏季风爆发前的华南前汛期,最重要的水汽通道为太平洋通道(33%),而最主要的水汽源地为中国东部地区(34%)和太平洋地区(26%)。南海夏季风爆发后,最主要的水汽通道变为印度洋通道(54%),此时最主要的水汽源地为南海(23%)和中国东部地区(27%)。雨带北移至江淮地区时,最主要的水汽通道仍为印度洋通道(42%),但水汽贡献最大区域为中国东部地区(41%)。而华北雨季最主要的水汽通道为中纬西风通道(30%)和太平洋通道(27%),其水汽则主要源自局地蒸发(55%)。可见中国东部为各雨季最主要水汽源地,水汽贡献均超过了27%,特别是对华北雨季,贡献率达到了55%,表明局地蒸发对我国东部夏季降水有非常重要的作用。

Figure 9. Bar charts showing the proportion of trajectories (red bars in %) and moisture contributions (blue bars in %) leading to precipitations in different stages of the summer monsoon (PSC: pre-monsoon in South China; MSC: monsoon in South China; YHR: monsoon or Meiyu in the Yangtze-Huaihe River basin; NC: terminal monsoon in North China). Background map shows the division of geographic sectors (black boxes: East China, South China Sea, Indian Ocean, West Pacific Ocean and Eurasia) used to account the trajectories and moisture contributions.
Shi, Y., Z. Jiang, Z. Liu, et al., 2019: A Lagrangian analysis of water vapor sources and pathways for precipitations in East China in different stages of the East Asian summer monsoon.[J] J. Climate, 2019. DOI: 10.1175/JCLI-D-19-0089.1.