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南亚弱对流降水的重要贡献与形成机制

强降水,弱对流,南亚,GPM观测,垂直结构

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.13 云物理、气溶胶-云相互作用与极端降水事件

南亚强降水通常被归因于深对流，弱对流对区域降水的作用仍缺乏系统认识。本研究综合利用11年全球降水测量计划 (GPM) 的长期观测资料和ERA5再分析数据，深入探讨了南亚季风期对流性降水的分布特征及其形成机制。为更稳健地识别和分类南亚季风期对流降水，本研究融合瞬时对流三维结构与连续降水生命周期追踪，构建了一种事件尺度的多核心对流分割识别算法，将对流划分为深、中等和浅三类。结果表明，弱对流 (包括中等和浅对流) 对南亚总对流降水的贡献接近60%。但这一总体特征在子区域间呈现出显著空间异质性。深对流主要集中于孟加拉湾北部，其降水通量贡献超过该区域的一半；相比之下，弱对流主导南亚中西部陆地，尤其在印度西海岸附近，弱对流贡献了约80%的降水。进一步的机制分析发现，深对流对应较高的对流有效位能 (CAPE, 1027.9 J kg⁻¹) 和较弱的垂直风切变 (13.6 m s⁻¹)；而浅对流伴随较低CAPE (488.5 J kg⁻¹) 和更强垂直风切变 (20.1 m s⁻¹)。同时，由下层辐合、上层辐散的垂直转折结构所形成的“动力盖帽”效应，与较低CAPE和较强风切变共同构成抑制对流垂直发展的关键约束。该机制解释了印度西海岸尽管具备充沛水汽输送和显著地形抬升，对流却仍难以发展为深对流的原因。这些结果表明，南亚极端降水并非仅由深对流驱动，气候模式和灾害风险评估亟需加强对弱对流过程的刻画。