【摘 要】
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本文利用Cloud Sat/CALIPSO卫星2007-2010年观测数据计算了气候模式中用于表达云层垂直方向上重叠关系的关键参数——抗相关厚度（L）。通过引入自组织映射（Self-Organizing Maps,SOM）算法研究抗相关厚度L和云物理特征（云量、云光学厚度、云类型）之间的关系,并进一步研究了L与风切变强度随季节的变化特征。结果表明:（1）整层云量和云光学厚度较小时对应的L很小,云趋
【基金项目】
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国家重点研发计划（2020YFA0608003）； 国家自然基金 （42105081,42075125）；
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本文利用Cloud Sat/CALIPSO卫星2007-2010年观测数据计算了气候模式中用于表达云层垂直方向上重叠关系的关键参数——抗相关厚度（L）。通过引入自组织映射（Self-Organizing Maps,SOM）算法研究抗相关厚度L和云物理特征（云量、云光学厚度、云类型）之间的关系,并进一步研究了L与风切变强度随季节的变化特征。结果表明:（1）整层云量和云光学厚度较小时对应的L很小,云趋近于随机重叠,在云量廓线相近的情况下,当其存在明显峰值时L会普遍更大。从云类型和L的关系来看,深对流云对应的L通常很大,雨层云的结构很不均匀,对应L一般很小,表明不同云类型与L显著相关,全球大部分区域L随高度有明显的单峰变化。（2）全球范围内L与风切变存在较为明显的负相关,表明随着风切变的增大,位于不同高度的云层在垂直方向更趋向于随机重叠。该关系在北半球中纬度地区更为显著,两者的相关系数可达-0.94。但在以洋面为主的南半球中高纬度地区,L与风切变强度的负相关关系明显减弱,是因为该纬度区域长期存在大范围的深厚云系统,气象条件对各高度云层垂直方向上的重叠关系影响较弱。在此基础上建立了抗相关厚度L与风切变的参数化关系,与其他参数化方案相比,本文的新方案能够有效改善对云量的模拟。（3）用于计算L的空间采样尺度与云样本对应的L呈现出近似线性的正相关,这表明随着云层空间采样尺度的变大,不同高度的云层在垂直方向上重叠的部分趋于更多。此外,在不同的空间采样尺度条件下,L与风切变强度参数化关系式中的系数也存在差异。因此,云层的空间采样尺度是气候模式中建立精细化的L参数化方案时需要重点考虑的因子之一。
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