#气象科普# 大气层河流（atmospheric river）是位于对流层下层的，天气尺度的狭长水汽输送路径。其空间尺度约为850 km，在垂直方向可伸展至3 km，所包含水汽，按水汽通量计算，在10的5次方量级，规模超过一般意义上的地表径流。
大气河流是大气中相对狭长的区域——就像天空中的河流——将大部分水蒸气输送到热带以外。狭窄而短暂的强水平水汽输送走廊，通常与温带气旋冷锋前的低空急流有关。大气河流中的水蒸气由热带和/或温带的水分来源提供。大气河流经常导致强降水，在那里它们被迫向上——例如，被山脉或温暖的传送带上升。中层水平水汽输送主要发生在大气河流中，集中在对流层下部。大气河流是地球上最大的淡水“河流”，平均输送的水量是亚马逊河的两倍多。当大气河流登陆时，它们经常以雨或雪的形式释放水蒸气，属于天气尺度瞬变过程。
尽管大气河流有多种形状和大小，但那些含有最大量水蒸气和最大风的河流可能会造成极端的降雨和洪水，通常是在易受洪水影响的河流上游荡。这些事件可能会对生命和财产造成灾难性的破坏。一个众所周知的例子是“菠萝快车”，它是一条强大的大气河流，能够将豪威尔附近的热带地区的水分带到美国西海岸。
并非所有的大气河流都会造成损害:大多数是脆弱的系统，它们经常提供有益的雨雪，这对供水至关重要。大气飘移是全球水循环的一个关键特征，与供水和流动风险密切相关，尤其是在美国西部。
例如1:2012年6月份英国出现的强降雨与科学家认为巨大湿空气带可能造成2007年夏季英国多数地区出现洪流。多年以来，导致英国潮湿夏季的原因曾被认为是急流，后研究发现比急流更可怕，这是延伸3万多英尺的气流带。
例如2:大气河在美国能影响到加州附近等地。2019年3月4日即一个气旋伴随的大气河水汽输送过程，登陆后地形抬升形成强降雨，并在高空槽后干冷空气下造成对流不稳定，形成强雷暴，出现了极端降雨和5分钟1500余次雷电。
美国加利福尼亚州拉霍亚西部天气和极端水域中心主任拉尔夫告诉大家，大气河是地球上最大的淡水河流。这些存在大气中的冷凝水蒸气能长到1600公里，宽500公里。
虽然大气河流是导致洪水的主要原因，但它们也有助于积雪的有益增加。一系列大气活动助长了强烈的冬季风暴。
美国国家海洋和大气管理局的研究(例如，美国国家海洋和大气管理局水文气象试验台和Cawater)使用卫星，以及主要的数值天气模型改进，以更好地理解大气五分之一以及对天气和气候的重要性。
大气河流结构和强度的示意图总结，基于从研究飞机上部署的跨多条大气河流dropsonde测量和提供平面图背景的相应重新分析，变量的大小代表平均中纬度大气河流。图三是平均宽度基于垂直综合水汽输送定义的大气河流边界(IVT；从地面到300 HPa)250kg m“1s”的横向边界阈值。深度相当于IVT 75%的海拔高度。水汽输送总量(又称通量)对应于沿大气河流的输送，横向以IVT=250kg m“1s”的位置为界，纵向以地表和300hPa为界。平面图，包括母低压系统和相关的冷、暖、暖静止锋。IVT由颜色填充(数量级；kg m-1s-1)和核心方向(白色箭头)。垂直整合水蒸气(IWV；cm)的轮廓。示出了典型的长度标度。图四中所示横截面的位置由虚线表示。垂直剖面透视图，包括大气河流中水汽输送的核心(橙色轮廓和彩色填充)和前冷锋低空急流(LLJ)，在急流锋面系统和对流层顶的背景下。水vspor混合比(绿色虚线；g kg'1)和横截面-等高线(蓝色轮廓；m s-1)。
东亚地区大气河:南海地区的水汽输送情况与中国强降水密切相关，并在南海季风爆发后，通过经中印半岛输入南海地区的水汽增强，使南海成为一个主要水汽源地，为致洪暴雨提供了充足的水汽供应。
在中国主要有4条水汽通道，西南通道主要影响华南中部和西南边境的降水，南海通道主要影响华南降水，东南通道主要影响长江流域的降水，而西北通道则主要影，响黄河中上游及华北东部的降水 青藏高原东部及其邻近地区的水汽在夏季主要来自与孟加拉湾和南海，而秋季则主要来自于西太平洋地区。
持续性暴雨可以有不同的环流配置。但暴雨发生的物理机制都是一样的，在暴雨发生前空气中已经积累了大量的水汽，而水汽大多来自大气河。
中国强降水过程主要有3支水汽通道：西太平洋副高外围的东南气流；南海地区的越赤道气流；印度季风输送的经孟加拉湾的水汽通道。
孟加拉湾大气河输送的水汽，在登陆后分为两支，一支越过云贵高原到达四川盆地 ，另一支绕过云贵高原继而通过中南半岛在南海与西太副高外围的水汽及越赤道气流汇合，在低空急 流的输送下再抵达四川盆地 。两支水汽输送带在盆地汇合，并在盆地环流形势作用下产生暴雨。同时也发现由于四川盆地周边地形的复杂性，孟加拉湾大气河与美国西海岸大气河对降水的作用方式明显不同。
由整层水汽通量流函数和非辐散分量可见，全球范围内,有几个流函数的大值中心，分别位于太平洋、日本海、大西洋及印度洋季风区。在赤道附近,存在着一致的向西水汽输送,当这支水汽输送到非洲东岸索马里地区时,转向北半球后经印度在孟加拉湾分为两支，一支从孟加拉湾到达四川地区，另一支越过中印半岛从南海转向四川地区。流函数分布与水汽通量的输送大体--致。这支气流长年经过印度洋地区,携带有异常丰富的印度洋地区蒸发的水汽。
在整层水汽通量上,由于西太副高东撤，使来自孟加拉湾的水汽得以绕过青藏高原输送到四川盆地上空并在此汇聚。这正是副高外围对水汽通量阻塞的表现。由于印度季风的作用，使孟加拉湾的水汽通量急剧增加,其中心最大值达到1000 kg/(m*s)并向中南半岛靠近。其中-部分绕过青藏高原到达四川盆地，另外支越过中南半岛在南海地区转向四川盆地。
最后需要说明的是，持续性暴雨形成的机制涉及动力与热力及水汽诸多方面，文中仅就水汽输送进行了一些分析，并基于大气河的定义及现象探讨了大气河对四川乃至西南暴雨的作用。
综上所述,孟加拉湾大气河对四川盆地乃至西南地区暴雨具有重要作用,不仅需要其强大的水汽携带能力,同时需要850 hPa低空急流对其水汽的输送能力，这与美国西海岸的大气河的作用明显不同。美国西海岸大气河大部分是由于落基山脉对大气河携带水汽的地形抬升作用而产生降水,但四川盆地的降水不仅需要孟加拉湾大气河提供充沛水汽，还需要副热带高压对水汽的阻挡、汇聚以及低空急流对水汽的输送。
最后需要说明的是，持续性暴雨形成的机制涉及动力、热力及水汽诸多方面，文中仅就水汽输送进行分析，并基于大气河的定义及现象探讨了大气河对西南暴雨的作用。
北太平洋大气河的分布存在明显的季节变化，春季大气河发生频率的大值区在中国华南以及黑潮区域，这与中国春季的江南春雨期和华南前汛期可以联系起来；夏季大气河高发区北抬，整体范围扩大并向东北方向延伸，而中国夏季进入梅雨期和华南后汛期；秋季大气河频发区减弱东移，中国雨带南撤，停留在淮河流域，进入淮河秋雨期；冬季大气河频发区东移，延伸至北美西岸，会导致冬季北美西岸的降水、大风等极端天气。
通过分析可以发现，在厄尔尼诺年，中国华南地区大气河发生频率增多，水汽辐合增加，长江以南地区的降水增多，这表明厄尔尼诺年大气河的增强对中国南部的降水增加有重要影响。由于厄尔尼诺年阿留申低压加强，伴随着阿留申低压东南侧的暖湿气流的输送也增强，东北太平洋的大气河发生频率增加并且顺着北美沿岸延伸至阿拉斯加湾，北美西部沿岸的降水增加，结合水汽输送来看也是如此，并且由于副热带急流的南移，大气河贡献的狭长水汽输送带比拉尼娜年偏南。在拉尼娜年，中国华南地区大气河发生频率减小，长江以南地区的降水有微小的减弱趋势，这表明拉尼娜年大气河的减弱对中国南部的降水的减弱有重要影响。而拉尼娜年阿留申低压减弱，伴随着阿留申低压东南侧的暖湿气流的输送也减少东北太平洋的大气河发生频率明显减弱，阿拉斯加山脉的降水减少。
感谢对本文的阅读，笔芯
大气河流是大气中相对狭长的区域——就像天空中的河流——将大部分水蒸气输送到热带以外。狭窄而短暂的强水平水汽输送走廊，通常与温带气旋冷锋前的低空急流有关。大气河流中的水蒸气由热带和/或温带的水分来源提供。大气河流经常导致强降水，在那里它们被迫向上——例如，被山脉或温暖的传送带上升。中层水平水汽输送主要发生在大气河流中，集中在对流层下部。大气河流是地球上最大的淡水“河流”，平均输送的水量是亚马逊河的两倍多。当大气河流登陆时，它们经常以雨或雪的形式释放水蒸气，属于天气尺度瞬变过程。
尽管大气河流有多种形状和大小，但那些含有最大量水蒸气和最大风的河流可能会造成极端的降雨和洪水，通常是在易受洪水影响的河流上游荡。这些事件可能会对生命和财产造成灾难性的破坏。一个众所周知的例子是“菠萝快车”，它是一条强大的大气河流，能够将豪威尔附近的热带地区的水分带到美国西海岸。
并非所有的大气河流都会造成损害:大多数是脆弱的系统，它们经常提供有益的雨雪，这对供水至关重要。大气飘移是全球水循环的一个关键特征，与供水和流动风险密切相关，尤其是在美国西部。
例如1:2012年6月份英国出现的强降雨与科学家认为巨大湿空气带可能造成2007年夏季英国多数地区出现洪流。多年以来，导致英国潮湿夏季的原因曾被认为是急流，后研究发现比急流更可怕，这是延伸3万多英尺的气流带。
例如2:大气河在美国能影响到加州附近等地。2019年3月4日即一个气旋伴随的大气河水汽输送过程，登陆后地形抬升形成强降雨，并在高空槽后干冷空气下造成对流不稳定，形成强雷暴，出现了极端降雨和5分钟1500余次雷电。
美国加利福尼亚州拉霍亚西部天气和极端水域中心主任拉尔夫告诉大家，大气河是地球上最大的淡水河流。这些存在大气中的冷凝水蒸气能长到1600公里，宽500公里。
虽然大气河流是导致洪水的主要原因，但它们也有助于积雪的有益增加。一系列大气活动助长了强烈的冬季风暴。
美国国家海洋和大气管理局的研究(例如，美国国家海洋和大气管理局水文气象试验台和Cawater)使用卫星，以及主要的数值天气模型改进，以更好地理解大气五分之一以及对天气和气候的重要性。
大气河流结构和强度的示意图总结，基于从研究飞机上部署的跨多条大气河流dropsonde测量和提供平面图背景的相应重新分析，变量的大小代表平均中纬度大气河流。图三是平均宽度基于垂直综合水汽输送定义的大气河流边界(IVT；从地面到300 HPa)250kg m“1s”的横向边界阈值。深度相当于IVT 75%的海拔高度。水汽输送总量(又称通量)对应于沿大气河流的输送，横向以IVT=250kg m“1s”的位置为界，纵向以地表和300hPa为界。平面图，包括母低压系统和相关的冷、暖、暖静止锋。IVT由颜色填充(数量级；kg m-1s-1)和核心方向(白色箭头)。垂直整合水蒸气(IWV；cm)的轮廓。示出了典型的长度标度。图四中所示横截面的位置由虚线表示。垂直剖面透视图，包括大气河流中水汽输送的核心(橙色轮廓和彩色填充)和前冷锋低空急流(LLJ)，在急流锋面系统和对流层顶的背景下。水vspor混合比(绿色虚线；g kg'1)和横截面-等高线(蓝色轮廓；m s-1)。
东亚地区大气河:南海地区的水汽输送情况与中国强降水密切相关，并在南海季风爆发后，通过经中印半岛输入南海地区的水汽增强，使南海成为一个主要水汽源地，为致洪暴雨提供了充足的水汽供应。
在中国主要有4条水汽通道，西南通道主要影响华南中部和西南边境的降水，南海通道主要影响华南降水，东南通道主要影响长江流域的降水，而西北通道则主要影，响黄河中上游及华北东部的降水 青藏高原东部及其邻近地区的水汽在夏季主要来自与孟加拉湾和南海，而秋季则主要来自于西太平洋地区。
持续性暴雨可以有不同的环流配置。但暴雨发生的物理机制都是一样的，在暴雨发生前空气中已经积累了大量的水汽，而水汽大多来自大气河。
中国强降水过程主要有3支水汽通道：西太平洋副高外围的东南气流；南海地区的越赤道气流；印度季风输送的经孟加拉湾的水汽通道。
孟加拉湾大气河输送的水汽，在登陆后分为两支，一支越过云贵高原到达四川盆地 ，另一支绕过云贵高原继而通过中南半岛在南海与西太副高外围的水汽及越赤道气流汇合，在低空急 流的输送下再抵达四川盆地 。两支水汽输送带在盆地汇合，并在盆地环流形势作用下产生暴雨。同时也发现由于四川盆地周边地形的复杂性，孟加拉湾大气河与美国西海岸大气河对降水的作用方式明显不同。
由整层水汽通量流函数和非辐散分量可见，全球范围内,有几个流函数的大值中心，分别位于太平洋、日本海、大西洋及印度洋季风区。在赤道附近,存在着一致的向西水汽输送,当这支水汽输送到非洲东岸索马里地区时,转向北半球后经印度在孟加拉湾分为两支，一支从孟加拉湾到达四川地区，另一支越过中印半岛从南海转向四川地区。流函数分布与水汽通量的输送大体--致。这支气流长年经过印度洋地区,携带有异常丰富的印度洋地区蒸发的水汽。
在整层水汽通量上,由于西太副高东撤，使来自孟加拉湾的水汽得以绕过青藏高原输送到四川盆地上空并在此汇聚。这正是副高外围对水汽通量阻塞的表现。由于印度季风的作用，使孟加拉湾的水汽通量急剧增加,其中心最大值达到1000 kg/(m*s)并向中南半岛靠近。其中-部分绕过青藏高原到达四川盆地，另外支越过中南半岛在南海地区转向四川盆地。
最后需要说明的是，持续性暴雨形成的机制涉及动力与热力及水汽诸多方面，文中仅就水汽输送进行了一些分析，并基于大气河的定义及现象探讨了大气河对四川乃至西南暴雨的作用。
综上所述,孟加拉湾大气河对四川盆地乃至西南地区暴雨具有重要作用,不仅需要其强大的水汽携带能力,同时需要850 hPa低空急流对其水汽的输送能力，这与美国西海岸的大气河的作用明显不同。美国西海岸大气河大部分是由于落基山脉对大气河携带水汽的地形抬升作用而产生降水,但四川盆地的降水不仅需要孟加拉湾大气河提供充沛水汽，还需要副热带高压对水汽的阻挡、汇聚以及低空急流对水汽的输送。
最后需要说明的是，持续性暴雨形成的机制涉及动力、热力及水汽诸多方面，文中仅就水汽输送进行分析，并基于大气河的定义及现象探讨了大气河对西南暴雨的作用。
北太平洋大气河的分布存在明显的季节变化，春季大气河发生频率的大值区在中国华南以及黑潮区域，这与中国春季的江南春雨期和华南前汛期可以联系起来；夏季大气河高发区北抬，整体范围扩大并向东北方向延伸，而中国夏季进入梅雨期和华南后汛期；秋季大气河频发区减弱东移，中国雨带南撤，停留在淮河流域，进入淮河秋雨期；冬季大气河频发区东移，延伸至北美西岸，会导致冬季北美西岸的降水、大风等极端天气。
通过分析可以发现，在厄尔尼诺年，中国华南地区大气河发生频率增多，水汽辐合增加，长江以南地区的降水增多，这表明厄尔尼诺年大气河的增强对中国南部的降水增加有重要影响。由于厄尔尼诺年阿留申低压加强，伴随着阿留申低压东南侧的暖湿气流的输送也增强，东北太平洋的大气河发生频率增加并且顺着北美沿岸延伸至阿拉斯加湾，北美西部沿岸的降水增加，结合水汽输送来看也是如此，并且由于副热带急流的南移，大气河贡献的狭长水汽输送带比拉尼娜年偏南。在拉尼娜年，中国华南地区大气河发生频率减小，长江以南地区的降水有微小的减弱趋势，这表明拉尼娜年大气河的减弱对中国南部的降水的减弱有重要影响。而拉尼娜年阿留申低压减弱，伴随着阿留申低压东南侧的暖湿气流的输送也减少东北太平洋的大气河发生频率明显减弱，阿拉斯加山脉的降水减少。
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