中国及周边地区云类型和云相态分布特征及其与云温的关系
编号:2362
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更新:2023-04-15 18:05:51
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口头报告
摘要
云的存在显著增加或减少地球净辐射,而云类型和云相态对辐射的影响和云量一样重要,并且不同类型云的物理过程也有明显不同。本文利用星载激光雷达CALIOP Level 2 VFM产品,计算了中国及周边地区(0-55°N,70-140°E)不同类型云(透光低云、蔽光低云、层积云、碎积云、透光高积云、蔽光高层云、卷云和深对流云)和不同相态云(冰云和水云)的出现频率,并对不同区域和不同季节的各类云出现频率进行了对比分析。结果表明:全年主导云类型共有四类,分别为透光高积云、蔽光高层云、卷云和深对流云。其中卷云是出现频率最高的,且热带地区和青藏高原地区为卷云出现的高频区,这与Chen and Liu(2005)的研究结果一致:青藏高原和亚洲季风区有两个相互独立的卷云活跃区,一个位于赤道与 20°N 之间,另一个在高原上空。冰云在20°N-40°N纬度带上呈带状分布,且在东亚大陆上空的北界位于秦岭-淮河线。总体而言,云类型与云相态的水平分布特征受大地形影响明显,尤其是青藏高原南缘和秦岭淮河,除此之外,主导云类型与主导云相态的分布具有显著的季节差异。在不同高度上,秦岭淮河以南大陆地区的云类型和云相态表现出了相同的特征。冰云和水云的分布界线随海拔高度升高而南移,这种分界温度随高度的变化规律可能是源于冰成核粒子(ice nucleating particles,INPs)的浓度随海拔高度的变化。在3-7km高度上,冰云和水云的分布界线与-14℃等温线的位置非常接近,这种关系或许与液态云在INPs的辅助下转化为混合相云的机制有关,-14℃可能正是中国及周边地区上空液态云向混合相云转换的过渡温度(Carlsen and David,2022)。云内温度的概率密度分布函数总是呈现两峰一谷的分布特征,且这种分布在中高云中尤其明显,峰值温度均高于次高峰温度。混合相云云内温度的PDF表现出的双峰结构大概对应着不同直径的INPs分布模式——积累模式和粗粒子模式,因此两种大小的粒子浓度与温度的联系或可为混合相云的液态—固态粒子相互转换机制提供新的思路。而冰云的双峰结构或许对应着其两种形成机制——均匀成核和非均匀成核,谷值温度暗示了在该温度下两种机制均不活跃。
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