南海夏季风通常于5月中下旬爆发,其建立标志着东亚夏季风进程的重要开始。伴随南海夏季风爆发,南海低层西南风迅速建立、对流活动显著增强,同时邻近地区的大气环流和降水也发生明显调整。已有研究表明,南海夏季风爆发后短时内,南方地区的低层西南风和降水反而明显减弱。中国南方地区暖季降水很大一部分来自中尺度对流系统(Mesoscale Convective Systems,MCSs),MCSs也是造成南方地区暴雨、雷电和洪涝等灾害性天气的重要天气系统。那么,南海夏季风爆发后南方地区降水减少是否与MCS活动变化有关?季风爆发所伴随的大尺度环境调整又如何影响MCS的发生发展?
针对这一问题,中国科学院大气物理研究所陆日宇团队利用2001–2020年高时空分辨率卫星红外亮温和GPM降水资料,采用迭代追踪算法识别MCS,并结合中国南方674个气象站降水观测和ERA5再分析资料,系统比较了南海夏季风爆发前后南方地区MCS活动、降水及大尺度环境条件的变化。考虑到夏季风爆发日期具有明显年际差异,研究以每年的实际爆发日期为基准进行合成分析,从而更准确地刻画季风爆发所对应的天气气候变化。
研究发现,南海夏季风爆发后约11天内,中国南方MCS活动显著减弱,平均发生频次降幅达57.1%。与此同时,MCS相关降水由2.7 mm d⁻¹下降至1.2 mm d⁻¹,贡献了中国南方总降水减少的60%。MCS减少对不同强度降水均有显著影响,而且随着降水强度增加,其对总降水减少的相对贡献更加突出:对于小时降水超过20 mm的强降水,中尺度α对流系统(MαCS)减少可解释总降水减少的65.9%。
进一步分析表明,南海夏季风爆发后MCS活动受到抑制,主要与上升运动和低层垂直风切变同步减弱有关。一方面,西北太平洋—南海低层环流发生调整,使低层偏南风明显减弱,并通过动力作用抑制中层上升运动;另一方面,经向温度梯度减小导致低层西风减弱,进而使垂直风切变显著减弱。相比之下,水汽和大气不稳定度的变化并不显著。因此,上升运动减弱和垂直风切变下降共同造成了季风爆发后不利于MCS发生发展的环境条件。该研究建立了“南海夏季风爆发—大尺度环流和热力条件调整—上升运动与垂直风切变减弱—MCS活动受抑—降水减少”的物理联系,定量揭示了MCS变化在南方地区春夏季降水转换中的重要作用,为深入认识南海夏季风对降水和强降水活动的影响提供了新的物理依据。
以上结果发表在《Advances in Atmospheric Sciences》上。中国科学院大气物理研究所地球系统数值模拟和应用全国重点实验室博士生李雯宜为论文第一作者。该研究受国家自然科学基金项目(U2342212)资助。

图1.南海夏季风爆发前后中国南方地区中尺度对流系统环境条件变化示意图
文章信息:
Li, W. Y., Lu,R. Y., Wang, L., and Y. J. Guo, 2026: Impacts of the South China Sea Summer Monsoon Onset on the Mesoscale Convective Systems over Southern China. Adv. Atmos. Sci., Doi: 10.1007/s00376-026-6187-1. Download: https://www.iapjournals.ac.cn/aas/article/doi/10.1007/s00376-026-6187-1.






