液态云水路径(liquid water path,LWP)和可降水量(precipitable water vapor,PWV)是描述天气和气候的两个重要物理量。目前,针对液态云水路径和可降水量的直接观测较少,特别是在我国干旱半干旱黄土高原地区,至今没有获得系统的观测值。...液态云水路径(liquid water path,LWP)和可降水量(precipitable water vapor,PWV)是描述天气和气候的两个重要物理量。目前,针对液态云水路径和可降水量的直接观测较少,特别是在我国干旱半干旱黄土高原地区,至今没有获得系统的观测值。本文利用兰州大学半干旱气候与环境监测站(SACOL)近两年的微波辐射仪观测资料,分析了黄土高原半干旱区液态云水路径和可降水量的变化特征。首先引入Liljegren et al.(2001)的反演方法并加以改进,计算得到适合黄土高原地区的反演参数,利用改进后的反演方法计算近两年的液态云水路径和可降水量。分析结果显示,与TP/WVP-3000型12通道微波辐射计的直接输出结果相比,本文反演结果与实际情况更加吻合。在SACOL代表的黄土高原地区,95%的云水路径值都在150g/m2以下,95%的可降水量值都在3cm以下。由于SACOL的降水受亚洲季风的影响,液态云水路径日均值冬季最小,秋季最大,其日变化规律显示半干旱区液态云水路径大体上呈双峰分布,峰值主要出现在日出和日落时分。卫星反演资料的年变化趋势与地基反演结果比较吻合。因此,运用卫星反演的液态云水路径来分析我国西北地区的空中云水资源是一种比较可信的手段。展开更多
利用2001～2016年MODIS月平均液相云水路径(Cloud Liquid Water Path,LWP)、冰相云水路径(Cloud Ice Water Path,IWP)资料和ERA-Interim再分析等资料,分析了青藏高原空中云水的分布特征、变化趋势以及与大气环流变化和水汽输送变化的关...利用2001～2016年MODIS月平均液相云水路径(Cloud Liquid Water Path,LWP)、冰相云水路径(Cloud Ice Water Path,IWP)资料和ERA-Interim再分析等资料,分析了青藏高原空中云水的分布特征、变化趋势以及与大气环流变化和水汽输送变化的关系。结果显示,LWP和IWP的年平均分布形态与降水、可降水量对应较好,林芝地区聚集了丰富的LWP、IWP、降水量和可降水量。受印度洋季风影响,LWP和IWP存在明显的季节变化,夏季LWP和IWP最丰富,冬季最少。水汽传输和高原的动力、热力作用是影响夏季LWP和IWP分布的主要因素,夏季高原南部相对湿度大,水汽抬升强烈,促进了LWP和IWP的形成和积累。LWP和IWP随海拔高度的变化特征较为相似,3000～5500 m海拔高度区间内二者的总体变化特征与青藏高原降水的梯度变化特征一致,为随高度先较快升高后保持稳定的分布特征。青藏高原年平均和季节平均LWP和IWP在2001～2016年间均以减少趋势为主,这一变化趋势与云量和降水变化趋势一致,LWP和IWP的减少趋势与水汽输送通量散度的增加密切相关。展开更多
利用WRF-Chem(Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry)模式研究2006年8月1日—9月1日中国区域硫酸盐和黑碳气溶胶对云特性的影响。模式验证利用了卫星和地面观测的气象要素、化学物质浓度、气溶胶光学特性和...利用WRF-Chem(Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry)模式研究2006年8月1日—9月1日中国区域硫酸盐和黑碳气溶胶对云特性的影响。模式验证利用了卫星和地面观测的气象要素、化学物质浓度、气溶胶光学特性和云微物理特性。模式性能评估表明该模式能较好地抓住气象要素(温度、降水、相对湿度和风速)的量级和空间分布特征。通过与地面观测和MODIS卫星数据对比发现,尽管模式模拟还存在偏差,但还是能较好模拟出气溶胶物种的地表浓度、气溶胶光学厚度(AOD)、云光学厚度(COD)、云量(CLDF)、云顶云滴有效半径(CER)和云水路径(LWP)。通过两个敏感性试验(分别增加二氧化硫和黑碳排放量至控制试验排放的3倍)与控制试验的对比发现硫酸盐比黑碳更易成为云凝结核,在中国东部云顶云滴数浓度和其它云特性参数对二氧化硫排放增加的响应均从北向南呈递增,这与地面湿度分布有关。云滴有效半径对硫酸盐气溶胶的响应符合气溶胶第一间接效应的定义,即硫酸盐气溶胶增多,云滴数浓度增加,云滴有效半径减少,但是对黑碳气溶胶的响应在各区域不尽相同。还发现黑碳对云量的影响远大于硫酸盐,主要原因是由于黑碳气溶胶直接辐射效应(对太阳光的吸收)导致的云的"燃烧"作用。展开更多
Arctic clouds strongly influence the regional radiation balance, temperature, melting of sea ice, and freezing of sea water. Despite their importance, there is a lack of systematic and reliabie observations of Arctic ...Arctic clouds strongly influence the regional radiation balance, temperature, melting of sea ice, and freezing of sea water. Despite their importance, there is a lack of systematic and reliabie observations of Arctic clouds. The CloudSat satellite launched in 2006 with a 94GHz Cloud Profiling Radar （CPR） may contribute to close this gap. Here we compare one of the key parameters, the cloud liquid water path （LWP） retrieved from CloudSat observations and from microwave radiometer （MWR） data taken during the ASCOS （Arctic Summer Cloud Ocean Study） cruise of the research vessel Oden from August to September 2008. Over the 45 days of the ASCOS cruise, collocations closer than 3 h and 100 km were found in only 9 d, and collocations closer than 1 h and 30 km in only 2 d. The poor correlations in the scatter plots of the two LWP retrievals can be explained by the patchiness of the cloud cover in these two days （August 5th and September 7th）, as confirmed by coincident MODIS （Moderate-resolution Imaging Spectroradiome- ter） images. The averages of Oden-observed LWP values are systematically higher （40-70 g m-2） than the corresponding CloudSat observations （0-50 g m2）. These are cases of generally low LWP with presumably small droplets, and may be explained by the little sensitivity of the CPR to small droplets or by the surface clutter.展开更多
文摘液态云水路径(liquid water path,LWP)和可降水量(precipitable water vapor,PWV)是描述天气和气候的两个重要物理量。目前,针对液态云水路径和可降水量的直接观测较少,特别是在我国干旱半干旱黄土高原地区,至今没有获得系统的观测值。本文利用兰州大学半干旱气候与环境监测站(SACOL)近两年的微波辐射仪观测资料,分析了黄土高原半干旱区液态云水路径和可降水量的变化特征。首先引入Liljegren et al.(2001)的反演方法并加以改进,计算得到适合黄土高原地区的反演参数,利用改进后的反演方法计算近两年的液态云水路径和可降水量。分析结果显示,与TP/WVP-3000型12通道微波辐射计的直接输出结果相比,本文反演结果与实际情况更加吻合。在SACOL代表的黄土高原地区,95%的云水路径值都在150g/m2以下,95%的可降水量值都在3cm以下。由于SACOL的降水受亚洲季风的影响,液态云水路径日均值冬季最小,秋季最大,其日变化规律显示半干旱区液态云水路径大体上呈双峰分布,峰值主要出现在日出和日落时分。卫星反演资料的年变化趋势与地基反演结果比较吻合。因此,运用卫星反演的液态云水路径来分析我国西北地区的空中云水资源是一种比较可信的手段。
文摘利用2001～2016年MODIS月平均液相云水路径(Cloud Liquid Water Path,LWP)、冰相云水路径(Cloud Ice Water Path,IWP)资料和ERA-Interim再分析等资料,分析了青藏高原空中云水的分布特征、变化趋势以及与大气环流变化和水汽输送变化的关系。结果显示,LWP和IWP的年平均分布形态与降水、可降水量对应较好,林芝地区聚集了丰富的LWP、IWP、降水量和可降水量。受印度洋季风影响,LWP和IWP存在明显的季节变化,夏季LWP和IWP最丰富,冬季最少。水汽传输和高原的动力、热力作用是影响夏季LWP和IWP分布的主要因素,夏季高原南部相对湿度大,水汽抬升强烈,促进了LWP和IWP的形成和积累。LWP和IWP随海拔高度的变化特征较为相似,3000～5500 m海拔高度区间内二者的总体变化特征与青藏高原降水的梯度变化特征一致,为随高度先较快升高后保持稳定的分布特征。青藏高原年平均和季节平均LWP和IWP在2001～2016年间均以减少趋势为主,这一变化趋势与云量和降水变化趋势一致,LWP和IWP的减少趋势与水汽输送通量散度的增加密切相关。
文摘利用WRF-Chem(Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry)模式研究2006年8月1日—9月1日中国区域硫酸盐和黑碳气溶胶对云特性的影响。模式验证利用了卫星和地面观测的气象要素、化学物质浓度、气溶胶光学特性和云微物理特性。模式性能评估表明该模式能较好地抓住气象要素(温度、降水、相对湿度和风速)的量级和空间分布特征。通过与地面观测和MODIS卫星数据对比发现,尽管模式模拟还存在偏差,但还是能较好模拟出气溶胶物种的地表浓度、气溶胶光学厚度(AOD)、云光学厚度(COD)、云量(CLDF)、云顶云滴有效半径(CER)和云水路径(LWP)。通过两个敏感性试验(分别增加二氧化硫和黑碳排放量至控制试验排放的3倍)与控制试验的对比发现硫酸盐比黑碳更易成为云凝结核,在中国东部云顶云滴数浓度和其它云特性参数对二氧化硫排放增加的响应均从北向南呈递增,这与地面湿度分布有关。云滴有效半径对硫酸盐气溶胶的响应符合气溶胶第一间接效应的定义,即硫酸盐气溶胶增多,云滴数浓度增加,云滴有效半径减少,但是对黑碳气溶胶的响应在各区域不尽相同。还发现黑碳对云量的影响远大于硫酸盐,主要原因是由于黑碳气溶胶直接辐射效应(对太阳光的吸收)导致的云的"燃烧"作用。
基金ASCOS was made possible by grants from DAMOCLES and the Knut and Alice Wallenberg Foundation,and was organized by the Swedish Polar Research Secretariat
文摘Arctic clouds strongly influence the regional radiation balance, temperature, melting of sea ice, and freezing of sea water. Despite their importance, there is a lack of systematic and reliabie observations of Arctic clouds. The CloudSat satellite launched in 2006 with a 94GHz Cloud Profiling Radar （CPR） may contribute to close this gap. Here we compare one of the key parameters, the cloud liquid water path （LWP） retrieved from CloudSat observations and from microwave radiometer （MWR） data taken during the ASCOS （Arctic Summer Cloud Ocean Study） cruise of the research vessel Oden from August to September 2008. Over the 45 days of the ASCOS cruise, collocations closer than 3 h and 100 km were found in only 9 d, and collocations closer than 1 h and 30 km in only 2 d. The poor correlations in the scatter plots of the two LWP retrievals can be explained by the patchiness of the cloud cover in these two days （August 5th and September 7th）, as confirmed by coincident MODIS （Moderate-resolution Imaging Spectroradiome- ter） images. The averages of Oden-observed LWP values are systematically higher （40-70 g m-2） than the corresponding CloudSat observations （0-50 g m2）. These are cases of generally low LWP with presumably small droplets, and may be explained by the little sensitivity of the CPR to small droplets or by the surface clutter.
