东亚地区云参数的长期变化趋势及其对辐射收支的影响研究

论文摘要

为了研究东亚地区云参数的长期变化趋势及其对辐射收支的影响,本文首先统计分析了2000年3月-2018年2月近18年的MODIS资料,得到东亚地区及其典型区域云宏、微观物理量和光学特征量的时空变化特征。并利用BCCRAD辐射传输模式,进行敏感性试验计算了不同云参数对于辐射通量的影响。最后将卫星资料实际得到的东亚地区云参数输入到BCCRAD辐射传输模式中,得到东亚地区云的辐射强迫及其云参数的变化对辐射收支的影响。主要结论如下:（1）分析得到东亚地区及其典型区域云量和云顶高度的时空变化特征。东亚大陆地区总云量年均值呈西北低东南高的趋势,总云量大于0.8的高值区出现在四川盆地上空。东亚地区的高云量呈增加趋势。中云量的年变率整体偏低,低云量呈减少趋势,减少率在-0.1%/yr左右。东亚地区云顶高度以0.020±0.010 km/yr的变率增长。（2）分析得到东亚地区云微物理量和云光学特征量的时空变化特征。东亚地区水云云水路径和冰云云水路径的年变化率在陆地和近海区域呈减小趋势。东亚地区水云和冰云有效半径年均值的水平分布自海洋到陆地递减,水云和冰云有效半径的年变化率在陆地和近海区域呈减小趋势,变化率在-0.1μm/yr0μm/yr范围内。水云光学厚度在中国东北地区和东部海域呈0.05 yr-1的增加趋势,而在中国南部和日本南部分别呈-0.07 yr-1和-0.05 yr-1的减少趋势,冬季其变化趋势较夏季更加明显。（3）通过BCCRAD辐射传输模式,计算了不同的云参数的敏感性试验,发现长波波段地表净辐射通量随着云量的增加而正向增加,短波波段地表净辐射通量随着云量的增加而负向增加,随着云量的增加,增加的速率变小。云高主要对云内云顶温度和云底温度的影响较大。冰水含量对长短波辐射通量和加热率的影响在量级上大于云水含量的影响。在长波波段,冰云有效半径辐射通量和加热率的影响在量级上大于水云有效半径的影响,而在短波波段,冰云有效半径对辐射的影响却小于水云有效半径的影响。（4）东亚地区水云光学厚度在大气顶造成的年平均辐射强迫在短波、长波和全波段分别为-72.4 W m-2、15.7 W m-2和-56.7 W m-2,冰云光学厚度在大气顶造成的年平均辐射强迫在短波、长波和全波段分别为-88.5 W m-2、55.7 W m-2和-32.7 W m-2。总体来看,水云和冰云光学厚度的长期变化在东亚地区不同的典型区域对辐射收支的影响差异非常显著,有些地区（如中国南部地区）为正影响(00.4 W m-2/yr),有些地区（如中国东北地区）为负影响(-0.40 W m-2/yr),说明云对区域辐射的影响很大且数值可能相反。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
•   1.1 研究的目的与意义
•   1.2 云参数时空变化趋势的研究进展
•   1.3 云辐射强迫的研究进展
•   1.4 不同云参数对辐射收支影响的研究进展
•   1.5 主要研究内容
• 第二章 区域概况、数据、方法及模式介绍
•   2.1 东亚区域介绍
•   2.2 数据资料介绍
• RAD辐射传输模式'>  2.3 BCC_RAD辐射传输模式
•   2.4 云物理量和云辐射计算公式
•   2.5 统计方法介绍
•   2.6 分区方法
• 第三章 东亚地区云宏观物理量的时空变化特征分析
•   3.1 前言
•   3.2 云量和云顶高度的空间分布
•   3.3 高中低云量在子区域的月均值分布
•   3.4 高中低云量在子区域的变率
•   3.5 云顶高度月均值长时间序列
•   3.6 云顶高度年变化趋势
•   3.7 云量和云顶高度年变率的空间分布
•   3.8 本章小节
• 第四章 东亚地区云微物理量和光学特征量的时空变化特征
•   4.1 水云有效半径的时空变化特征
•   4.2 冰云有效半径的时空变化特征
•   4.3 水云云水路径的时空变化特征
•   4.4 冰云云水路径的时空变化特征
•   4.5 云光学厚度的时空变化特征
•     4.5.1 云光学厚度的空间变化特征
•     4.5.2 水云光学厚度的时间变化趋势
•     4.5.3 冰云光学厚度的时间变化趋势
•   4.6 云参数的概率密度函数分布特征
•   4.7 本章小节
• 第五章 东亚地区云的辐射强迫及云参数的变化对辐射收支的影响
•   5.1 前言
•   5.2 敏感性试验分析
•     5.2.1 不同云量对辐射通量的敏感性试验
•     5.2.2 不同云高对辐射通量的敏感性试验
•     5.2.3 不同云水含量对辐射通量的敏感性试验
•     5.2.4 不同云有效半径对辐射通量的敏感性试验
•   5.3 模拟的云辐射强迫和卫星资料的对比分析
•     5.3.1 试验设计
•     5.3.2 模拟得到的地表云辐射强迫与CERES资料对比
•   5.4 水云和冰云光学厚度对辐射强迫的影响
•     5.4.1 试验设计
•     5.4.2 云光学厚度所造成的辐射强迫
•     5.4.3 云光学厚度的变化对辐射收支的影响
•   5.5 本章小结
• 第六章 总结和展望
•   6.1 主要的研究内容和结论
•   6.2 存在的不足和未来工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 赵敏

导师: 张华

关键词: 东亚地区,云参数,时空变化,云辐射影响

来源: 中国气象科学研究院

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 中国气象科学研究院

分类号: P422;P426.5

总页数: 83

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