卷云对地气系统的能量收支具有重要影响,本文基于兰州大学半干旱气候与环境观测站(Semi-Arid Climate and Environment Observatory of Lanzhou University,SACOL)的Ka波段天顶云雷达(Ka-band zenith radar,KAZR)2013年8月-2015年7月两年的观测资料,统计分析观测区域内所有卷云的宏观物理特性,并采用k-means聚类分析方法对卷云进行分类,以卷云的持续时间、厚度和云顶高度作为分类依据,通过试验挑选出最优结果,得到特征鲜明的四类卷云,分别分析这四类卷云的物理性质,研究它们与大尺度环境场的关系,主要得到以下结论:(1)整个观测阶段内,针对有效观测廓线,卷云的出现频率为41.6%。卷云的出现频率具有明显的季节变化,冷季的出现频率比暖季高。卷云主要出现在距离地面7.2km的高度处。大部分卷云的反射率因子随高度升高而降低,但存在反射率因子随高度升高而增加的第二模态,占比为4.7%。卷云的云顶高度和云底高度都在1月份最低,8月份最高。卷云云层以单层为主,占比为84.3%。(2)分类后,各类卷云的宏观属性具有显著差别。第一类卷云的平均厚度、平均云顶高度和平均持续时间分别为2.22km,8.31km和7.5小时;第二类卷云的出现位置最高,平均云顶高度达9.8km,平均云层厚度为0.9km,平均持续时间为1.5小时;第三类卷云的平均厚度和持续时间明显大于其他三类卷云,它的平均云层厚度和持续时间分别为2.83km和17.7小时,其平均云顶高度为8.63km;第四类卷云位于对流层中层,它的厚度和持续时间属性与第二类卷云相似,但其云顶高度显著低于第二类卷云,只有6.7km。(3)各类卷云的出现频率具有明显的季节变化,这是因为它们受大尺度气象场的影响。当大尺度气象场改变时,出现的卷云类别随之发生改变。当厚卷云(第一类卷云和第三类卷云)出现时,其环境场出现相对湿度大值区,以上升运动为主。当薄卷云(第二类卷云和第四类卷云)出现时,环境场未出现相对湿度大值区,以下沉运动为主。