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这是一条存在于1～2千米的高空，宽度达几百千米，绵延数千千米的水汽输送带，我们形象地称之为“天河”（即大气河，Atmospheric Rivers）。卫星云图能够清晰地显现它的分布。这些高悬空中的天河能将大量水汽从热带输送到向中高纬地区，载水量远远超过地面任何江河。
自20世纪90年代大气河的概念被提出后，引起了不少气象学家的关注。水汽是降雨的必要条件，这一大尺度的水汽输送带与降雨的时空分布及强弱变化密切相关。在国际上，围绕大气河问题已有不少研究成果，许多地区发生的大范围降雨过程，都可以通过大气河的存在与演变进行解释。
“波碎”是指大气罗斯贝波的破碎（Rossby Waves Breaking）过程。我们先从罗斯贝波谈起——
20世紀初，高空探测技术在气象科研与业务中逐步得到应用，人们通过分析资料发现，在地球中高纬大气对流层的中上部，存在着波状的大气流场，大气沿着流场做南北摆动的准水平运动。在半球尺度上，一般有3～5个波存在。
1939年，美国著名气象学家罗斯贝通过微分方程，从理论上研究分析了这类大尺度波形的性质，提出了著名的长波理论，成为动力气象学的重要理论基础。后人为了纪念这一卓越贡献，将此类长波命名为罗斯贝波。这一成果从理论上解释了大气长波的运动规律。在实际预报业务中，也可以发现沿罗斯贝波做南北震荡的大气流场与地面气压场和更高层的平流层大气变化之间的对应关系。因此，罗斯贝波也自然成为气象学家研究分析和预报大气运动时重点关注的系统。
由于罗斯贝波在南北震荡过程中，会与热力和动力都存在显著差异的基本气流产生复杂的相互作用，不断进行能量交换，波的振幅和频率也会随时间发生变化，人们在天气图上可以看到复杂多变的大气环流形态。这种复杂的非线性相互作用在一定条件下，使罗斯贝波在某一区域振幅快速增大，造成高纬度冷空气南侵或低纬度暖空气北上的不可逆过程。
波幅的超常增长使其难以恢复到原有系统维持正常震荡，便产生了波的破碎过程。破碎后的波能量一部分回归到基本气流，增强其能量，另一部分则破碎成更小尺度的系统，耗散能量。如同在浩瀚的大海上，常能看到正常的波涛起伏，某处会突然出现高耸的波峰，然而并不能维持多久，一部分会迅速向海面回归，同时还会在空中卷出若干破碎的浪花。无论是南侵的气旋式波碎或是北上的反气旋式波碎，都会引起区域性天气异常，造成剧烈的温度、湿度、气压和风场的变化。
大气河与罗斯贝波破碎都可以造成降雨和其他剧烈天气发生，若携带干冷空气南下的气旋式波碎又与空中的大气河相遇，其影响就更不可小觑了。
最近，欧洲地球科学联盟（EGU）的《天气与气候动力学》杂志上发表了在瑞士苏黎世大气与气候科学研究所、德国马克斯·普朗克化学研究所任职的德弗里斯的文章。德弗里斯利用欧洲中期天气预报中心1979—2018年共40年的再分析资料，对全球每天发生的大尺度极端降水事件（Extreme Precipitation Events，简写为EPE）做了系统研究，并重点分析了罗斯贝波破碎与大气河相互作用所产生的影响。
通过对全球资料的分析研究发现，罗斯贝波破碎与大气河这两个天气尺度系统，通过相互作用导致全球多处极端强降雨过程发生，特别是在干旱的副热带地区，强烈暴雨过程可能诱发灾难性洪水。这与以往的研究不同，副热带地区的研究此前更多关注湿热地区因气旋系统导致的暴雨，如热带洋面上台风形成后北上引发的风雨过程。罗斯贝波向南的气旋式破碎可以导致干冷空气南侵、对流层大气不稳定、低层气流上升、水汽向北输送等多重效应，这些都有利于极端降雨的发生。
通过分析还发现，罗斯贝波破碎程度越大，可以诱发的水汽输送也越强，降雨随之增强。德弗里斯的分析表明，在北美和地中海区域，90%的极端降雨过程可以通过罗斯贝波破碎来解释;在沿海一带，95%的极端降雨是通过水汽输送带的增强驱动的，这与以往的案例研究结果总体上保持一致。而最有价值的发现，是两类大尺度天气过程交汇处发生的强降雨过程。更为重要的是，在那些人们认为最为干旱少雨的地区产生的强降雨过程中，70%以上的大尺度降雨可以通过这一交互作用得到解释。
除了从资料分析角度对极端降雨事件进行揭示，德弗里斯还对历史上造成重大损失的12次具体案例进行了分析，发现这些极端事件都与罗斯贝波破裂结合大气河水汽输送有密切关联，如1987年9月在南非的纳塔尔发生的洪水，2013年6月的印度北阿坎德邦洪水，2013年9月的美国科罗拉多洪水，2015年3月的智利阿塔卡马沙漠洪水等。
研究结果还增进了我们对极端降雨事件与气候变化相关联的认识，发现近几十年来，暴雨出现频率增加、强度增强的趋势与全球增暖有密切关联，需要从更长时间周期的变化予以关注和研究。
本文内容来自《中国气象报》
自20世纪90年代大气河的概念被提出后，引起了不少气象学家的关注。水汽是降雨的必要条件，这一大尺度的水汽输送带与降雨的时空分布及强弱变化密切相关。在国际上，围绕大气河问题已有不少研究成果，许多地区发生的大范围降雨过程，都可以通过大气河的存在与演变进行解释。
“波碎”是指大气罗斯贝波的破碎（Rossby Waves Breaking）过程。我们先从罗斯贝波谈起——
20世紀初，高空探测技术在气象科研与业务中逐步得到应用，人们通过分析资料发现，在地球中高纬大气对流层的中上部，存在着波状的大气流场，大气沿着流场做南北摆动的准水平运动。在半球尺度上，一般有3～5个波存在。
1939年，美国著名气象学家罗斯贝通过微分方程，从理论上研究分析了这类大尺度波形的性质，提出了著名的长波理论，成为动力气象学的重要理论基础。后人为了纪念这一卓越贡献，将此类长波命名为罗斯贝波。这一成果从理论上解释了大气长波的运动规律。在实际预报业务中，也可以发现沿罗斯贝波做南北震荡的大气流场与地面气压场和更高层的平流层大气变化之间的对应关系。因此，罗斯贝波也自然成为气象学家研究分析和预报大气运动时重点关注的系统。
由于罗斯贝波在南北震荡过程中，会与热力和动力都存在显著差异的基本气流产生复杂的相互作用，不断进行能量交换，波的振幅和频率也会随时间发生变化，人们在天气图上可以看到复杂多变的大气环流形态。这种复杂的非线性相互作用在一定条件下，使罗斯贝波在某一区域振幅快速增大，造成高纬度冷空气南侵或低纬度暖空气北上的不可逆过程。
波幅的超常增长使其难以恢复到原有系统维持正常震荡，便产生了波的破碎过程。破碎后的波能量一部分回归到基本气流，增强其能量，另一部分则破碎成更小尺度的系统，耗散能量。如同在浩瀚的大海上，常能看到正常的波涛起伏，某处会突然出现高耸的波峰，然而并不能维持多久，一部分会迅速向海面回归，同时还会在空中卷出若干破碎的浪花。无论是南侵的气旋式波碎或是北上的反气旋式波碎，都会引起区域性天气异常，造成剧烈的温度、湿度、气压和风场的变化。
大气河与罗斯贝波破碎都可以造成降雨和其他剧烈天气发生，若携带干冷空气南下的气旋式波碎又与空中的大气河相遇，其影响就更不可小觑了。
最近，欧洲地球科学联盟（EGU）的《天气与气候动力学》杂志上发表了在瑞士苏黎世大气与气候科学研究所、德国马克斯·普朗克化学研究所任职的德弗里斯的文章。德弗里斯利用欧洲中期天气预报中心1979—2018年共40年的再分析资料，对全球每天发生的大尺度极端降水事件（Extreme Precipitation Events，简写为EPE）做了系统研究，并重点分析了罗斯贝波破碎与大气河相互作用所产生的影响。
通过对全球资料的分析研究发现，罗斯贝波破碎与大气河这两个天气尺度系统，通过相互作用导致全球多处极端强降雨过程发生，特别是在干旱的副热带地区，强烈暴雨过程可能诱发灾难性洪水。这与以往的研究不同，副热带地区的研究此前更多关注湿热地区因气旋系统导致的暴雨，如热带洋面上台风形成后北上引发的风雨过程。罗斯贝波向南的气旋式破碎可以导致干冷空气南侵、对流层大气不稳定、低层气流上升、水汽向北输送等多重效应，这些都有利于极端降雨的发生。
通过分析还发现，罗斯贝波破碎程度越大，可以诱发的水汽输送也越强，降雨随之增强。德弗里斯的分析表明，在北美和地中海区域，90%的极端降雨过程可以通过罗斯贝波破碎来解释;在沿海一带，95%的极端降雨是通过水汽输送带的增强驱动的，这与以往的案例研究结果总体上保持一致。而最有价值的发现，是两类大尺度天气过程交汇处发生的强降雨过程。更为重要的是，在那些人们认为最为干旱少雨的地区产生的强降雨过程中，70%以上的大尺度降雨可以通过这一交互作用得到解释。
除了从资料分析角度对极端降雨事件进行揭示，德弗里斯还对历史上造成重大损失的12次具体案例进行了分析，发现这些极端事件都与罗斯贝波破裂结合大气河水汽输送有密切关联，如1987年9月在南非的纳塔尔发生的洪水，2013年6月的印度北阿坎德邦洪水，2013年9月的美国科罗拉多洪水，2015年3月的智利阿塔卡马沙漠洪水等。
研究结果还增进了我们对极端降雨事件与气候变化相关联的认识，发现近几十年来，暴雨出现频率增加、强度增强的趋势与全球增暖有密切关联，需要从更长时间周期的变化予以关注和研究。
本文内容来自《中国气象报》