大气冰冻圈总量与时空结构

大气冰冻圈是大气层内所有冰体的总称,包括冰晶、雪花等,对全球辐射平衡、水循环和灾害天气的形成均具有重要影响,长期以来受到广泛关注.然而,将大气冰冻圈作为一个整体圈层的定量研究较少,相关认识基本停留在概念和理论阶段.本文基于CloudSat和CALIPSO卫星数据联合反演的DARDAR产品,估算了全球大气冰冻圈的总量、三维空间分布和季节变化特征.结果显示:大气冰冻圈总质量约为63[58.8~65.7]Gt,上界为高层冰云的云顶,下界略低于零温层.大尺度环流系统决定了大气冰冻圈的纬向带状分布特征,冰晶形成与增长的微物理机制导致大气冰体在热带上空–8°C等温层出现高值中心.大气冰体的高值区主要分布于低纬度强对流区,从垂直剖面上看,主要分布于对流层中层和低层.痕量冰区(冰水路径<15.0 g/m^(2))主要分布于副热带等高压系统控制区.在高海拔地区,由于水汽含量较低,大气冰含量整体偏低,如青藏高原冬季冰水路径仅为31.3 g/m^(2),约为全球平均值的四分之一.该项研究为进一步认识大气冰冻圈的天气气候效应奠定了基础.