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海南岛地形对季风气流的扰动及其对午后对流环境的预置作用

季风,对流

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.22 气候变化下极端天气灾害的机制、预测和应对

本研究以午后对流频发的海南岛为研究对象，探讨地形扰动如何影响大气边界层结构并调制对流发生前的环境条件。基于高分辨率静止卫星观测和数值模拟，重点分析了夏季风建立前后，云街结构与边界层水平对流卷（简称HCR）的显著变化。观测表明，在夏季风建立前，低层盛行东南气流，海南岛北部平原主要表现为密集且分布较为均匀的典型云街结构；而在夏季风建立后，随着低层西南气流增强，岛屿山脉下游区域逐渐出现尺度更大、更加深厚的条状云系。这些条状云结构与主要山脊位置密切对应，表现出明显的地形依赖性。数值模拟进一步表明，在上午地表加热增强形成深厚对流边界层的条件下，山脊下游形成条状低层辐合带，并在边界层内组织成窄带状上升运动，发展为尺度更大、结构更深的滚轴环流。与典型 HCR 相比，这类地形依赖的HCR在上升支区域能够显著增强水汽汇聚并加深湿层，从而降低对流触发所需条件；而其下沉支则抑制云的发展。此外，因感热加热从山脊区域平流输送至下游的暖气团，有助于进一步增强低层上升运动并减弱对流抑制。总体来看，当背景气流方向与海岛下垫面特征形成某种特定配置时，地形扰动不仅能够重塑边界层环流结构，还能够通过调制水汽分布等热力条件，为午后对流的发生提供有利的预置环境。这一结果为理解海南岛对流活动规律提供了新的视角。