赤道洋面上空的“大气河”：科里奥利力使上升的“大气河”向西漂移

                                      吉林大学：杨学祥，杨冬红

      2021年12月16日，在美国地球物理学会（AGU）秋季会议上，来自美国迈阿密大学的布莱恩·马佩斯（Brian Mapes）教授提出了一个新的大气概念，或称作新的天气现象，介绍了关于“大气湖（Atmospheric Lakes）”的发现和研究成果。

      相比“大气河”，“大气湖”的尺度要小很多，实际上是指空中某处的水汽密集区，像悬浮在空中的水池。顾名思义，湖泊不会像河流那样奔流不息，而是呈现相对稳定的状态，活跃的对流云团在空中某一区域缓慢移动，与大多数风暴有所区别的是“湖”中没有显著的涡旋风场。马佩斯教授最先发现的“大气湖”是在赤道附近的南亚季风区西侧的印度洋上空，从季风的水汽流场中分离而出，形成孤立的水汽柱状体（ColumnWater Vapor，CWV），其主要特征是含有足以产生降雨的高度集中的水汽，赤道附近平静的风场使“大气湖”缓慢向西漂浮移动，逐渐向非洲沿岸靠近。

      事实上，从文章动画中，我们只看到蓝色的“大气河”向西漂移，黄色的“大气大陆”相对不动。这表明，上升中的“大气河”是在科里奥利力的作用下向西漂移的，就像低纬度的暖空气上升导致向西漂移的信风带一样。这就是说，“大气河”是边上升边西移，不是被动被风场推动，而是加快风场的形成。由于水汽多的“大气河”的密度大于“大气大陆”，所以产生较大的向西漂移速度。

       “大气河”和“大气湖”降温、沉降、东移才是降水的必要条件，非洲沙拉沙漠的高温干燥不具备这一条件，是非洲干旱的根本原因。大西洋和北美具备这一条件。

图1 大气环流：东风带和西风带以及径向南北运动（网络图片）

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赤道洋面上空的“大气湖” 精选

         许小峰

已有 2891 次阅读 2021-12-28 19:24 |个人分类:文章|系统分类:海外观察

提到“大气河（Atmospheric River）”，不少人已很熟悉，是指出现在大约1.5公里高空的大气水汽密集输送带，宽可达数百公里，长可绵延数千公里。2021年12月16日，在美国地球物理学会（AGU）秋季会议上，来自美国迈阿密大学的布莱恩·马佩斯（Brian Mapes）教授提出了一个新的大气概念，或称作新的天气现象，介绍了关于“大气湖（Atmospheric Lakes）”的发现和研究成果。

相比“大气河”，“大气湖”的尺度要小很多，实际上是指空中某处的水汽密集区，像悬浮在空中的水池。顾名思义，湖泊不会像河流那样奔流不息，而是呈现相对稳定的状态，活跃的对流云团在空中某一区域缓慢移动，与大多数风暴有所区别的是“湖”中没有显著的涡旋风场。马佩斯教授最先发现的“大气湖”是在赤道附近的南亚季风区西侧的印度洋上空，从季风的水汽流场中分离而出，形成孤立的水汽柱状体（ColumnWater Vapor，CWV），其主要特征是含有足以产生降雨的高度集中的水汽，赤道附近平静的风场使“大气湖”缓慢向西漂浮移动，逐渐向非洲沿岸靠近。 

通过对5年多的卫星数据做进一步分析，马佩斯教授共发现了发生在不同季节的17个“大气湖”，持续时间超过6天，且都出现在赤道附近10度范围内。离赤道更远处也会有“湖”出现，但往往会演变成为热带气旋，这显然与科里奥利参数f有关，f在赤道处为零，随着纬度上升会逐步增大，引起涡度增加。从目前统计结果看，“大气湖”发生的频次不算高，每年有几次，每次会持续一些天。“大气湖”并不是凭空产生的，它与发生在印度-太平洋地区的“大气河”密切相关。当快速移动的“河流”穿过非洲东部海岸区域时速度会变慢，一些湿气团会脱离“河流”，形成“大气湖”。 

如果“大气湖”的水汽能产生降水，就可在地面上形成几厘米深、上千公里宽的积水区域。马佩斯教授认为这可以为东非国家的干旱地区解燃眉之急，那里有数百万人居住生活，需要降雨来维持基本生存条件，从中也可看出“大气湖”存在的重要性。但目前气象学家对赤道区域降水的研究存在缺陷，多数人更愿意从月以上时间尺度的视角来考虑问题，逐日尺度的研究没有得到足够关注。马佩斯教授认为目前仅从现象上关注到了“大气湖”的存在和价值，进一步的研究仍在进行，如“大气湖”是如何从暖湿的季风气流中脱离出来的；其缓慢移动又受到哪些机制的控制，包括更大尺度系统的影响和自身发展变化的作用；在气候变化的背景下，这些“湖”又会受到怎样的影响等。

“大气湖”是个新提出的概念，能否得到广泛认同，尚有待进一步关注，但利用新的探测仪器和获取的资料，分析大气中存在的各类现象，揭示其中的规律和可能的影响，显然是有效的自然探索之路。

《中国气象报》

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