巴西东北部上对流层气旋性涡旋(UTCVs)触发南美洲大尺度环流改变的机制及其水文气象影响

本研究针对巴西东北部(NEB)雨季前频发的上对流层气旋性涡旋(UTCVs)，通过20年ERA-Interim再分析数据和GOES卫星影像，首次揭示36%的UTCVs会逆转亚马逊至NEB的水汽输送路径，增强辐合并显著增加降水，为区域短期天气预报提供了新机制模型。

　　

在热带气象学领域，巴西东北部(Northeast Brazil, NEB)的降水变率一直是困扰科学界的难题。这片半干旱地区独特的雨季前降水模式，与一种被称为上对流层气旋性涡旋(Upper-Tropospheric Cyclonic Vortices, UTCVs)的天气系统密切相关。这些直径约500-1000公里的高空冷心涡旋，最早由Palmer在1951年发现，但直到Kousky和Gan在1980年代的系统研究后，才被确认为NEB地区最重要的天气系统之一。然而，UTCVs如何影响南美洲大陆尺度的水汽输送网络，进而调控区域降水分布，始终是未解之谜。

针对这一科学空白，巴西国家空间研究院的研究人员Enio Pereira de Souza团队在《Dynamics of Atmospheres and Oceans》发表重要成果。研究团队创新性地结合欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的ERA-Interim再分析数据和美国GOES卫星影像，对1999-2018年间影响NEB的163个UTCVs进行系统分析。通过计算水汽通量、流函数和势函数等参数，首次量化了UTCVs对大陆尺度环流的改造能力。

关键技术方法包括：1) 基于ECMWF ERA-Interim的20年再分析数据(1999-2018)进行环流诊断；2) 运用GOES卫星红外影像验证UTCVs时空特征；3) 采用拉格朗日水汽追踪技术分析异常输送路径；4) 构建概念模型整合动力与热力过程。

【RESULTS主要发现】

1. 季节分布特征：26.4%的UTCVs集中在1月，12月(23.3%)和2月(21.5%)次之，证实其与南半球夏季的强相关性。
2. 环流改造机制：36%的案例中，UTCVs成功逆转了常规的东-西向水汽输送，驱动亚马逊水汽向东回流至NEB，形成"大气虹吸"效应。
3. 降水增强原理：异常西风气流在UTCVs中心产生强烈低层辐合，使NEB区域降水增幅达气候平均值的2-3倍。

【CONCLUSIONS科学价值】
该研究突破性地揭示UTCVs不仅是局地天气现象，更是重塑南美洲水汽格局的关键开关。其提出的概念模型将UTCVs的动力过程与水文响应有机衔接，为理解以下核心问题提供新范式：1) 热带-副热带水汽交换的触发机制；2) 半干旱区极端降水事件的预报指标；3) 气候变化背景下UTCVs活动可能的变化趋势。这项成果不仅提升了短期降水预报的准确性，更对亚马逊-NEB水循环耦合研究具有里程碑意义。