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云覆盖了全球总表面积约2/3的区域,一方面,它通过直接反射和散射太阳短波辐射、吸收和发射长波热红外辐射,调节大气层的辐射收支分配;另一方面,云能影响大气中水汽的输送、垂直对流和冷却凝结过程等,改变降水的强度、频率与分布,进而对全球地-气系统的辐射能量平衡、水循环过程以及气候变化产生重要的影响。云的辐射强迫可表征这种影响作用,它主要取决于云的宏观和微观物理参量,譬如,云量、云类型、云高、云水含量、云相态及云光学厚度等。云的物理特性参数主要由毫米波云雷达或高光谱激光雷达等技术手段探测得到,而这些拥有先进仪器的地基观测站点在我国空间分布不均,尤其在广袤的西北地区更为匮乏,使得数值气候模式的结果存在较大的不确定性。本文基于西北地区五个典型站点(兰州、SACOL、民勤、敦煌以及民丰)2007-2019年的1分钟高精度的地表辐射通量、气象要素资料,从短波辐射和长波辐射角度分别提出了有效识别晴空和多云的算法,并建立晴空条件下地面向下的太阳短波辐射和大气向下长波辐射的经验拟合关系,进而计算我国西北地区云的向下短波辐射强迫与长波辐射强迫。并基于晴空短波辐射拟合和云量观测资料建立了适用于不同站点的云量拟合关系,最后分析了该区域云量与短波强迫及长波强迫的相关关系。结果表明:(1)短波辐射(SW)晴空条件的筛选是根据不同站点的晴空SW与散射辐射通量、散射比、太阳天顶角观测资料制定筛选步骤中的参数,包括标准化总短波辐射的上限和下限值(SW_max、SW_min)、最大散射辐射通量阈值(Dmax)以及标准化散射比标准差的晴空标准(Ratio_std)。民丰沙尘天气频发,筛选参数明显不同于其他四个站点,SW_max、SW_min(太阳天顶角小于或大于80°)、Dmax和Ratio_std阈值分别为1150 Wm-2、930/850 Wm-2、300 Wm-2和0.002;兰州和SACOL晴空判断条件较为相近,对应筛选参数分别为1250 Wm-2、1000/900Wm-2、250 Wm-2和0.002;民勤和敦煌站点大气条件相对干洁,散射辐射相对较小,晴空筛选参数分别设置为1250 Wm-2、1000/900 Wm-2、150 Wm-2和0.0015;(2)长波辐射(LW)晴空筛选的两个标准为LW波动限制条件和温差(气温与天空有效亮温的差值)限制条件。兰州、民勤和敦煌三个站点日间晴空条件下的LW测量值表现出明显高于夜间的波动,且日夜的温差也表现出较大的差异,以兰州2014年7月为例,日间平均LW波动(1.43)是夜间(0.47)的3倍,日间平均温差(-0.08)与夜间(-5.45)相差5.37 K。为了提高筛选精度,本文采用SW筛选的日间晴空、晴空LW变化范围、对应时刻统计剔除以及百分比标准按月制定了适用于当地筛选曲线(筛选条件);(3)SW晴空拟合系数和偏夏季月份(5~9月,根据各月k值日变化特征划分)的LW晴空拟合系数(k),多云天的拟合系数由晴天系数插值或者平均得到。与偏夏季月份不同,偏冬季月份(10~次年4月)的k在全天三个时段内(日间、日落到午夜和午夜到日出)的变化均较大,需要拟合晴空k的日变化曲线作为当月的晴空拟合系数。最后基于这些晴空拟合系数得到地表处连续向下的SW、LW晴空辐射通量值;(4)从季节平均来看,兰州市地表向下SW强迫最大值出现在夏季(-96Wm-2),最小值出现在冬季(-26 Wm-2),且表现出春、夏季明显高于秋、冬季的特征。向下LW强迫在春、夏、秋三个季节的强迫效应相近,而冬季偏小,其中春季增幅最大(33 Wm-2),冬季增幅最小(19 Wm-2)。民勤站2010年5月向下SW/LW强迫的日均值(-106.8/27.5 Wm-2)明显高于6月(-77.1/21.8 Wm-2);而敦煌站2012年4月SW/LW辐射强迫的日均值(-50.3/18.6 Wm-2)最大,5月(-46.9/16.1 Wm-2)次之,6月(-43.5/13.8 Wm-2)最小;(5)云量拟合关系建立的过程主要是两类异常点的剔除。第一种是云光学厚度较大的阴天情况,表现为标准化散射强迫(Dn)在云量(Scv)等于1处的不唯一性。第二种是由于TSI的反演误判造成的,表现为Scv≠1时Dn较小而Scv超高。这两种异常点可分别通过光厚阴天限制条件(散射比均值(15 min,下同)>0.9;Dn<0.30;散射比标准差<0.05)以及线性粗剔除和曲线细剔除两次处理来剔除;(6)无论是从时间上的月季变化、日均变化,还是空间上的比较来说,日间向下SW、LW强迫效应均与云量呈现出良好的正相关性。同时拟合了兰州市四个季节白天向下SW、LW辐射强迫日均值与云量的定量关系,春、夏季的云量SW强迫效应明显强于秋、冬季,春、夏季的拟合系数(-238.8,-291.9;1.31,1.38)均明显高于秋冬两季(-169.3,-133.7;1.11,0.96);云量LW强迫效应表现为夏季(75.0;1.34)最强,春、秋季(66.4,69.0;1.07,1.03)次之,冬季(46.6;0.84)最弱的特征。