热带海洋对流的日变化
的日变化热带海洋对流是它是热带变率中最重要的现象之一，在调节热带水文和能量循环中起着至关重要的作用。主要的日信号是发生在清晨的夜间降水峰值(见Sui et al.， 1997a的综述)。Kraus(1963)强调了辐射强迫在日变化中的作用，认为太阳加热和红外冷却分别有抑制白天对流和增强夜间对流的趋势。Gray和Jacobson(1977)认为对流的日变化是天气尺度动力响应的结果云辐射强迫(多云地区与晴空地区的辐射差异)。云辐射强迫通过低层辐合引起夜间上升运动和对流。
Sui et al. (1997a)利用TOGA COARE的观测数据进行了分析。的标准差，将数据分为扰动期和未扰动期亮度温度由日本气象厅操作的地球同步气象卫星(GMS)测量。在扰动期间，地面总雨率、对流雨率和层状雨率在当地标准时间0300达到最大值。部分保险层状云最大在0300 LST，而部分覆盖对流云团日变化不显著。雨率直方图日变化显示，夜间降水的演变在2200 ~ 0300 LST有一个增长期，此时大范围对流(雨率大于0.5mmh_1)增强，最多出现在0.5 ~ 5mmh~1。夜间降水与0400 LST 500 - 200 mb之间的异常上升运动有关。在未受干扰的时期，地表降雨率很小，但在LST 1200 - 1800lst出现最大值。降雨率直方图日变化显示，下午降雨的演变在LST 1200 ~ 1800有一个增长期，而降雨率的发生大多在0.5 ~ 5mmh~1之间。下午降水高峰与太阳后最大海温有关辐射通量达到最大值。扰动期夜间最大对流和非扰动期午后云和阵雨的概要示意图如图1所示。根据观测分析，认为夜雨高峰的出现与气温升高有关不稳定通过夜间的辐射冷却和温度的下降，使更多的可降水量可用于地表降水。
Xu和Randall(1995)使用积云集合模型(CEM)进行了一项研究，认为夜间对流是由辐射-对流直接相互作用造成的太阳能吸收通过云来稳定大气(Randall et al.， 1991)。Tao等人(1996)使用戈达德积云集合(GCE)模型对热带和中纬度地区的云辐射机制进行了研究。他们强调，由于相对湿度的增加，红外冷却增加了地表降水。
Sui等人(1998a)进行了云分辨模拟，以测试其夜间降雨机制。一个关于
当地时间[小时]
图1。原理图在受扰动(上面板)和未受扰动(下面板)期间对流的日变化。图中下方虚线表示饱和柱状水汽量的时间变化率-dW */dt，对应温度分布的日周期。这个量代表辐射冷却的直接效应加热循环有效可降水量(APW)，或在第一步改变APW。对流对直接强迫的响应可以引起温度和湿度的进一步变化，从而导致APW在第二步发生相应的变化。由于观测和模拟的对流日变化明显与理想周期相一致，该曲线被认为是一个很好的日降雨量的理论极限。下图中的虚线曲线表示海面温度的日周期。
当地时间[小时]
图1。受扰动(上面板)和未受扰动(下面板)期间对流日变化示意图。图中下方虚线表示饱和柱状水汽量的时间变化率-dW */dt，对应温度分布的日周期。这个量表示辐射冷却/加热循环对有效可降水量(APW)的直接影响，或第一步中APW的变化。对流对直接强迫的响应可以引起温度和湿度的进一步变化，从而导致APW在第二步发生相应的变化。由于观测和模拟的对流日变化明显与理想周期相一致，该曲线被认为是一个很好的日降雨量的理论极限。下图中的虚线曲线表示海面温度的日周期。
大尺度上升运动和时不变海温在夜间产生正降水异常，在白天产生负降水异常。模拟最大降雨率发生在0200 LST左右。另外还进行了两个实验:一个实验的垂直速度为零，海表温度不变，另一个实验的云辐射相互作用被抑制。所有三个实验都显示了一个主导的夜间降雨最大值，尽管实验的外部强迫和相互作用过程非常不同。结果表明，云-辐射相互作用在夜间降雨高峰的形成中并不是至关重要的作用。所有这些实验的共同特征是在没有太阳辐射加热的情况下，夜间辐射冷却引起的温度下降。因此，这些数值实验支持了Sui等人(1997a)的观点，即夜间降雨峰值与夜间(白天)可降水量的增加(减少)有关，这是昼夜冷却/加热循环的结果(图1，下图)。Sui等人还进行了零施加垂直速度和纬向均匀、日变化的海温的实验，发现模拟的日变化仍然有夜间降雨最大值，但强度较弱，下午有二次降雨峰值。这表明下午最大海温诱发了不稳定大气，最终导致降雨峰值(图1，上图)。
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