基于CloudSat-CALIPSO数据的黄土高原地区云特征分析

来源：高原气象杂志2024年第3期北京时间：

作者：尤丹丹,张淑花,金存银,王倩茹

单位：西安科技大学测绘科学与技术学院，陕西 西安 710054

摘要：云是地气系统的重要组成部分， 为深入分析黄土高原地区云特征， 利用2007 -2016年搭载首部云探测雷达云卫星（CloudSat）与云-气溶胶激光雷达和红外探测者观测卫星（The Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation， CALIPSO）资料， 选取黄土高原半湿润、 半干旱、 干旱和寒旱四个区域， 对云的宏、 微观物理特征进行了分析。结果表明： （1）黄土高原各区域云出现频率年均值达到了55%以上， 其中， 春、 夏季云出现频率最高， 秋冬两季相对较低； 半湿润区云出现频率高于其他区域， 但其他三个区域云出现频率最高的月份均早于半湿润区。（2）各区域中单层云出现频率最高， 占到总云量的60%以上， 多层云中主要是双层云， 约占总云量的25%。云层高度在不同区域表现为春、 夏季节大于秋、 冬季节， 半湿润区的云层高度在四季均大于其他区域。各区域云几何厚度季节变化不显著， 均在1~4 km之间， 主要以薄云为主， 且78.13%的云几何厚度不超过2 km。（3）各区域的云液态水含量年均值均达到了220.5 mg·m-3， 约为冰水含量年均值的6.5倍， 主要分布在8.5 km以下的高度层。随着高度的减小， 液态水含量逐渐增多， 其中半湿润区云液态水含量大于其他区域。各区域全年冰水含量占比较小， 主要分布在16.5 km以下的高度层。（4）液滴有效半径在各区域的值主要集中在12~16 μm， 在半干旱区的春季出现了最大值， 约为24 μm； 冰粒子有效半径最大值出现在半湿润区的夏季。液滴数浓度在各区域的值集中在60~80 cm-3， 均小于冰粒子数浓度平均值， 其峰值出现在各区域的夏季， 冰粒子数浓度的峰值出现在半湿润和半干旱区的春季。该研究结果有助于深入认识黄土高原云的特征， 为区域气候模式对黄土高原地区云特征的模拟提供一定的参考依据。

关键词：黄土高原,CloudSat-CALIPSO,云垂直结构,宏微观物理特征

基金资助：国家自然科学基金项目(41701442),西安科技大学优秀青年科技基金项目