热带气旋产生的地形降水，多普勒雷达洞察强降雨机制

热带气旋通过强风、风暴潮和强降雨对沿海地区造成灾难性影响，而热带气旋引发的山地降水常导致沿海和内陆地区严重的洪水和滑坡其机制尚未完全明确，传统研究多关注中纬度环境下的地形降水（如锋面系统），但对热带气旋环境中地形降水增强的机制了解有限。最近开展的一项新的研究题为这种降水现象背后的机制提供了宝贵的见解，这项研究利用高密度雨量计网络和多普勒雷达数据探索热带气旋如何产生地形降雨，特别是在沿海山区登陆时。

热带气旋中地形降水的形成

地形降水是指潮湿空气被山脉或其他高地抬升后冷却凝结最终形成降雨。热带气旋是一种低压系统，会从周围环境中吸入大量湿润空气，当热带气旋向陆地移动时，尤其是在沿海山脉附近，湿润空气会被山脉推向上方，由于空气上升时会冷却，这种强制上升会促进云的形成和降水。

地形抬升是热带气旋引发降水的关键机制，潮湿空气被迫向上移动时，会冷却并凝结，形成云，最终导致降雨，山脉产生的上升气流增强了对流过程，从而增加了凝结和降水的速度。

上海台风研究所/中国气象局早前的一项研究，探讨了登陆中国东部沿海的热带气旋的降水情况，研究揭示了地形效应如何与热带气旋产生的降水的整体不对称性相互作用，研究发现，由于盛行风和水分汇聚，风暴路径右侧的降水通常更强烈。

2016年的一项研究探讨了地形如何影响热带气旋的降水，研究发现山脉等大规模地形特征会导致降雨分布发生重大变化，地形效应可能会造成强烈的局部降雨，这在台风登陆中国东部沿海时尤为明显。

新的研究发现

台湾大学引导的一项新的研究，以台湾大屯山为研究对象，利用多普勒雷达反演三维风场和降水结构，追踪降水轨迹。

研究发现，热带气旋背景降水（高层“播种云”）与地形生成的云水（低层“供给云”）相互作用，导致降水显著增强。大屯山迎风坡宽度约10km，地形狭窄导致气流爬坡时间仅7–8分钟，短于传统上升坡抬升形成雨滴所需的0.5-1小时，而播种-供给机制通过高效收集云水，成为狭窄地形降水增强的主因。

研究表明，在热带气旋影响狭窄山地时，播种-供给机制是地形降水增强的主要机制，贡献量可达传统上升坡抬升的2倍以上。研究强调，除了播种-供给机制之外，台风雨带及其嵌入的对流要素与地形的相互作用也是调节大屯山降水强度的重要过程。

该研究结果为了解不同地形增强降水过程对热带气旋的相对重要性提供了重要见解。

思考

当受到热带气旋的结构和强度的影响时，不同类型的地形（例如陡峭的山脉与连绵起伏的丘陵）如何改变降雨分布和强度？

风切变，特别是在低层和高层大气中的风切变，如何影响热带气旋产生的地形降水的强度和分布？

参考文献：Lin-Wen Cheng, Cheng-Ku Yu & Syuan-Ping Chen ，Identifying mechanisms of tropical cyclone generated orographic precipitation with Doppler radar and rain gauge observations.  npj Climate and Atmospheric Science volume 8, Article number: 35 (2025) ，doi：10.1038/s41612-025-00921-4