近日，南京信息工程大学水文与水资源工程学院科研成果Interpreting rainfall anomalies using rainfall's non‐negative nature发表在Geophysical Research Letters上。
众所周知，包括厄尔尼诺、地气相互作用等大气外强迫的异常会引起全球各地的持续降水异常，进而带来严重旱涝灾害。气象学界常用大气瞬变涡旋活动的异常来解释这些区域性持续降水异常的物理过程。这些物理解释中一般使用瞬变涡旋所引起的特定物理量（如大气水汽含量或者涡度）通量辐散辐合的时间平均异常来解释降水的持续异常。由于这些物理量的通量十分依赖于它们的空间分布，因此这些基于特定情形的传统解释很难被推广使用。
该研究发现，由于降水的非负特性，因此大气瞬变涡旋活动的异常可以直接对中高纬度地区陆地降水产生影响：区域大气瞬变涡旋活动异常偏强，则该区域降水异常偏多（图1和图2）。这个作用在一年内的不同季节以及全球中高纬度陆地的不同区域等情形下都具有很好的适用性。这一研究成果将有助于全球以及区域尺度的降水异常机理的研究。基于这个结果，该研究还指出，全球中高纬度的降水变化趋势可以部分归因于全球大气的不均匀增暖。
该期刊为2018年中科院SCI论文分区地学一区期刊，同时为该领域的top期刊，在国际地学界有很高的影响力。
该成果第一作者王士新系我校水文院青年教师，主要从事全球和区域气候异常动力诊断、东亚季风年际变化等方面的研究。通讯作者为本院尹义星老师。
全文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2018GL081190
图1由于降水变化的非负特征，日降水与垂直速度之间的关系呈现出凹函数的非线性特征（紫色线）。因此，如果有月平均垂直速度等其他条件相同而大气瞬变涡旋活动强度不同的两个月份，在大气瞬变涡旋活动较强的月份（w1~w4）,月降水量（p1+p4）比瞬变涡旋活动较弱的月份（w2~w3）月降水量（p2+p3）大。
图2全球年降水量与瞬变涡旋强度之间的相关系数，可见全球中高纬度地区呈现出明显的正相关。图中虚线包围的区域为相关系数在0.95置信度下显著的区域。这里用垂直速度的标准差来描述大气瞬变涡旋的活动强度。
