GRL：登陆热带气旋被证实对中层大气具有显著“干燥效应”

国防科技大学气象海洋学院台风研究团队通过多源观测数据证实，登陆热带气旋（TC）在过境后会对局地大气造成持续约15天的显著干燥效应，并结合WRF模拟定量揭示了其物理机制。这一发现为区域水循环与极端天气预估提供了新的视角。相关成果以“Drying Effect of Landfalling Tropical Cyclones”为题，发表于Geophysical Research Letters。

热带气旋是地球上降水效率最高的天气系统之一，其带来的暴雨常引发洪涝和地质灾害。然而，一个被忽视的科学问题是：这些消耗了巨量水汽的“移动水泵”，会对大气水分平衡产生怎样的持续影响？

已有的研究表明，海上TC降水的水汽有10%-20%来自海洋蒸发，其余则依赖于远距离水汽输送和对局地大气预先存在的水汽的消耗。当TC登陆后，陆地提供的蒸发远远小于海上，其降水几乎完全依赖大气中的水汽。因此，TC实际上可能导致局地大气的“净干燥”。美国科学院院士Emanuel曾在《100 Years of Progress in Tropical Cyclones Research》中通过对流自聚集实验推断TC可能使边界层以上大气变干。然而，这一重要推论至今缺乏直接的观测证据。

为解答这一问题，研究团队基于1998-2022年全球IBTrACS最佳路径数据、TRMM卫星降水资料和ERA5再分析资料，对全球298个登陆TC样本相对湿度的演变进行了合成分析。结果显示（图1a），TC过境后，局地大气呈现出显著的“干燥记忆”，该信号可持续约15天，且在TC过境后约10天达到最强。

图1. TC过境前后湿度与降水的合成分析。（a）相对湿度（RH）异常的时间-高度剖面；（b）各时段垂直廓线；过境后10-15天降水率（c）和降水概率（d）异常的空间分布。

从垂直结构看（图1b），干燥效应主要集中在对流层中层（约600 hPa），该层相对湿度较气候态下降约5%。更为关键的是，这种大气水分的减少直接抑制了后续降水（图1c和1d），在TC过境后10-15天，路径附近区域的局地降水率较气候态降低约15%，降水概率降低约18%。这意味着，TC不仅能带来短时强降水，还能提供未来两周的“干燥预报”。

驱动这一持续干燥效应的核心机制，来自TC降水消耗与干平流输送的协同作用（图2）。一方面，TC的强降水直接消耗了大气中多余的水汽；另一方面，TC过境后在其路径区域激发的异常西风，将TC西侧由次级环流造成的干空气平流至路径区域，维持局地干燥。在西风异常条件下，干平流与降水消耗叠加，干燥程度随降水强度增加而显著增强（RH异常可从-3.82%降至-7.66%）；而在静风条件下，仅靠降水消耗的干燥效应有限（约-1.39%），且强降水因依赖外部水汽输送，反而会削弱局地净消耗。

图2. TC过境后600 hPa相对湿度异常，按纬向风异常（东风异常、静风、西风异常）与TC降水强度（低、中、高）分组统计。箱线图中黑线为中位数，黄方块为均值

研究团队从全球298个统计样本中，按过境后中层RH异常排序，选取了干燥效应较强的Katrina飓风（2005），开展高分辨率WRF模拟水汽收支诊断。结果定量证实（图3），该飓风过境后中层大气水汽持续减少，过境5天内水平干平流贡献了约60%的水汽减少，是干燥信号长时间维持的主导因子。

图3. Katrina飓风（2005）的模拟与水汽收支分析。（a）路径对比；（b）强度对比；（c）600-700 hPa水汽收支项。

该研究首次从观测上证实了热带气旋对大气存在持久的“干燥效应”，将TC的影响时间尺度从“天”延伸至“周”。在全球变暖背景下，登陆TC的频数和强度均呈增长趋势，其引发的持续水汽亏损可能对区域水资源和极端天气频率产生深远影响。此外，季节内振荡、TC移动方向及生成位置等因素也会对干燥的持续时间和强度起到调制作用。

原文信息

https://doi.org/10.1029/2025GL121284

作者信息： 国防科技大学气象海洋学院博士研究生杨雅竹为论文第一作者，马占宏教授为通讯作者，合作者包括国防科技大学费建芳教授以及清华大学林岩銮教授和周宇峰博士生。该研究得到国家自然科学基金项目（42192552）及国防科技大学创新研究基金的联合资助。

论文引用： Yang, Y., Ma, Z.*, Lin, Y., Zhou, Y., & Fei, J. (2026). Drying effect of landfalling tropical cyclones. Geophysical Research Letters, 53, e2025GL121284. https://doi.org/10.1029/2025GL121284

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