水跃可驱动超级雷雨胞雷暴上方的平流层水合作用

科学家们就强劲的雷暴如何将水汽从对流层（这是距地球表面最近的大气层）注入平流层提出了新的见解。他们的研究提出了一种名为“水跃”的特性，认为它是这一过程的部分原因。当强雷暴形成时，它们中的大多数会通过对流层向上快速增长，直到其到达对流层顶。由于无法进一步增长，它们的顶部会变平，因而给这些风暴带来独特的铁砧样形状。然而，在一些特别强劲的超级雷雨胞中，强烈的上升气流会上冲至平流层内。这些过冲顶部会在风暴上方数公里处导致砧上卷羽（AACPs）形成，并会在那里顺风传播。除了预示地面上即将面临剧烈天气（如大型龙卷风和冰雹事件）外，人们还认为，这些云体的形成在向平流层下部注入水汽方面也可能起着重要作用。但这种看法仍存在争议。而一种适当的关于AACPs（以及其众多特征和影响——包括可能的气候反馈）的物理模型也阙如。为理解AACPs的物理特性及其在平流层水合作用中的潜在作用，Morgan O'Neill 和同事将大涡模拟与确证的雷达观测相结合。O'Neill 等人发现，上升到平流层的风暴云会像地形屏障一样使高空气流偏转。这会在对流层顶的风暴下游产生水跃，后者一旦形成，它可能会以超过每秒7吨的速度将水汽强力注入平流层深处。据作者披露，AACPs 是这一过程的可看得见的表现。Jessica Smith 在相关的《视角》中写道：“加深对超级雷雨胞雷暴物理的理解 – 连同NASA的‘夏季平流层动力学和化学’任务所采集的新观测结果…人们在厘清从对流层到平流层对流传输中剩下的不确定性方面有望取得重大进展，从而能量化其目前的影响，并预报这一机制会如何对气候情况的变化作出反应。”