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本文通过分析云观测卫星-CloudSat的观测资料,研究了东亚地区云的分布特征,并着重研究了该地区云的垂直分布特征。一方面,从观测资料本身出发,将东亚地区分为八个研究子区域,分析了2007年不同子区域的云垂直分布的统计特征;结果表明:东亚地区不同高度的云量之和具有明显的季节变化趋势,夏季最大,春秋次之,冬季最小。海洋上空的单层云量最大值出现在冬季,而在陆地上空则出现在夏季。从云出现概率来看,东亚地区单层云出现的概率在春、夏、秋、冬季节依次为51.7%,46.6%,48.3%和51.7%,而多层(2层和2层以上)云出现的概率在春、夏、秋、冬季节分别为20.4%,30.0%,23.7%,19.2%。云出现的总概率和多层云出现概率,在八个区域都呈现出夏季最大,冬季最小;对四个季节都呈现出东亚南部比东亚北部大,海洋上空比陆地上空大的特点。表明云出现的总概率的变化主要由多层云出现的概率的变化决定。最高层云云顶的高度,在东亚地区夏季最高,为16.1 km,在冬季最低,为9.3 km;在东亚南部和海洋上空较高,平均为15.4 km;在东亚北部较低,平均为12.1 km,且呈现东亚南北部之间差异较大的特点。云层厚度,在东亚地区基本位于1 km到3 km之间,且夏季大,冬季小;对同一季节,不同区域的云层厚度差别较小;另外,一个明显的趋势是当多层云系统中的云层数目增加时,云层的平均厚度减少,且较高层的云层平均厚度大于较低层的。云层间距的概率分布基本呈单峰分布,出现峰值范围的云层间距在1到3 km之间,各区域之间没有明显差别,季节变化也不大。
另一方面,本文通过对CLoudSat观测资料的分析处理,将其做为基本参量,导入目前较新的可以模拟云的多种垂直重叠假设的随机次网格云产生器SCG(Stochastic Cloud Generator)中,并将该随机次网格云生成器与NCAR(TheNational Center for Atmospheric Research)的全球大气模式CAM3相结合,研究了2007年1月和7月中国及其周边地区的云的垂直结构;重点计算了在气候模式的云辐射计算过程中表征云的垂直结构特征的一个重要参数:抗相关厚度L*cf。结果表明:所研究的中国及其周边4个划分区域的L*cf90%以上处于0-3km的范围之中;随着所研究子区域云量的变化,4个区域L*cf的极值出现在云量为0.75附近的子区域群附近,平均最大值约为3 km。通过比较4个区域L*cf值在1月和7月的变化,可以看出抗相关厚度具有明显的季节性变化和地区性差异;从纬向看,处于较高纬度的两个区域的L*cf值均大于相同经度的较低纬度的两个区域的相应值,平均差异为0-2 km;而L*cf值在经向的差异比较小。东部两个区域的季节性差异比较大,L*cf值在1月份较大,7月份较小;西部包含青藏高原的区域的L*cf值的季节性差异也比较大,1月份的L*cf值较小,7月份较大;西部另外一个区域中L*cf值的季节性变化很小。最后,利用全球气候模式研究了云辐射强迫对L*cf值的敏感性,表明不同L*cf取值对模拟的云辐射强追有很大影响。