对流降水极端事件对近地表相对湿度的依赖性

在辐射对流平衡（RCE）模拟中，发现由对流产生的降水极端事件随近地表温度以克劳修斯-克拉佩龙速率（6%至7% K$^{-1}$）增强。然而，这些理想化模拟通常是在近地表相对湿度（RH）较高且随变暖大致保持恒定的海洋表面上进行的。在陆地上，近地表RH低于海洋，并且全球气候模型预测其将下降。本文中，我们研究了RCE的对流解析模拟中降水极端事件对近地表RH的依赖性。我们通过增加地表蒸发阻力来降低近地表RH，同时通过增加地表温度来保持自由对流层温度固定。这种“自上而下”的方法产生了一个具有更深、更干边界层的RCE状态，该状态以三种不同方式削弱了对流降水极端事件。首先，抬升凝结高度更高，导致降水极端事件的热力学减弱较小。其次，更高的抬升凝结高度也降低了对流层低层的正浮力，导致降水极端事件的动力学减弱。第三，当降水通过更深、更干的边界层下落时，更容易重新蒸发，导致降水效率显著降低。这三种效应都源于近地表相对湿度的变化，并且在物理上不同于支撑克劳修斯-克拉佩龙标度率的机制。总体而言，我们的结果表明，在试图理解和预测陆地上对流降水极端事件的变化时，必须考虑相对湿度的变化。