張婷婷

摘要

利用國(guó)際衛(wèi)星云氣候計(jì)劃（ISCCP）1999年12月～2009年11月的D2云氣候資料集，分析了中國(guó)地區(qū)低云量、低云云水路徑以及低云云光學(xué)厚度的年、季分布特征及變化趨勢(shì)。結(jié)果表明，近十年來(lái)我國(guó)大部分地區(qū)的低云量分布呈減少趨勢(shì)，不同地區(qū)有所差異，春夏季低云量高于秋冬季節(jié)；年平均低云云水含量及低云光學(xué)厚度的空間上全國(guó)分布相對(duì)平均，沿海略高于內(nèi)陸，新疆西北部及黑龍江北部相對(duì)豐富，兩者的年際變化比較大，總體呈下降趨勢(shì)，初春（3～4月）較低，其他月份相對(duì)平均。

關(guān)鍵詞中國(guó)地區(qū)；低云量；云光學(xué)厚度；云水含量；ISCCP

中圖分類號(hào)S161文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）36-12995-03

云是大氣中水汽凝結(jié)凝華成的水滴冰晶或它們混合組成的懸浮在空中的可見的聚合體。云對(duì)于全球地球氣候系統(tǒng)輻射能量的收支和水循環(huán)起著重要調(diào)節(jié)作用，也是影響氣候的重要因子之一。同時(shí)云也是人工影響天氣催化作業(yè)的主要對(duì)象。低云是降水的主要云系，研究低云的變化有助于研究區(qū)域的溫度、降水變化及特殊天氣的成因，因此對(duì)于低云時(shí)空變化特征的研究顯得尤為重要[1]。

1983年啟動(dòng)的國(guó)際衛(wèi)星云氣候計(jì)劃（International Satellite Cloud Climatilogy Project，簡(jiǎn)稱ISCCP）整合了可覆蓋全球的極軌衛(wèi)星和多顆靜止衛(wèi)星的探測(cè)數(shù)據(jù)，積累了超過20年的持續(xù)云觀測(cè)資料，提供了迄今為止最權(quán)威的全球尺度云量信息。利用這些衛(wèi)星資料，國(guó)內(nèi)外學(xué)者相繼開展了從云空間分布到時(shí)間演化、從微物理特性到宏觀結(jié)構(gòu)等多方面的研究，并取得了長(zhǎng)足進(jìn)步[2]。筆者主要從低云量、云水含量及云光學(xué)厚度3個(gè)方面對(duì)整個(gè)中國(guó)地區(qū)的低云特征變化進(jìn)行了研究。

1資料與方法

ISCCP云參數(shù)產(chǎn)品D2數(shù)據(jù)是集自1983年7月1日至2009年，源自多顆靜止與極軌衛(wèi)星，為8個(gè)時(shí)次（08：00、11：00、14：00、17：00、20：00、23：00、次日02：00、05：00）的月平均值、分辨率為280 km、BIN格式的綜合云氣候資料。D2數(shù)據(jù)資料中的云是按照云頂氣壓和光學(xué)厚度進(jìn)行分類的，云頂氣壓>680 hPa的為低云，680～440 hPa定義為中云，<440 hPa定義為高云。

收集了中國(guó)地區(qū)（70°～140°E、15°～55°N）1999年12月～2009年11月的ISCCP_D2數(shù)據(jù)資料，其中包含了低云量、云光學(xué)厚度及云水含量3種參量數(shù)據(jù)信息，并使用MATLAB軟件將其繪制成填色圖[3-4]。數(shù)據(jù)資料中有一些數(shù)據(jù)是無(wú)效的，不參與數(shù)值的平均計(jì)算以及圖像繪制過程，圖像為缺失。ISCCP所測(cè)定低云是取得云頂氣壓高于680 hPa，青藏高原地區(qū)氣壓較低，因此低云量的值無(wú)法測(cè)定，故圖像缺失。

2結(jié)果與分析

2.1低云量的時(shí)空分布特征

2.1.1

空間分布。由圖1可見，低云量的分布是由東北向西南逐漸減少，由沿海地區(qū)向內(nèi)陸不斷減少。只有東北部地區(qū)及海岸線以東的洋面上的平均低云量在20%以上，東海、南海區(qū)域出現(xiàn)了高于30%的量，西北、中東部地區(qū)的平均低云量在10%～20%，而在青藏高原、云貴高原、四川盆地地區(qū)平均低云量相對(duì)較低。

年平均低云量的這種分布形勢(shì)與我國(guó)的地形有著較明顯的關(guān)系。南下的的帕米爾高原的水汽受到昆侖山脈的阻隔，來(lái)自孟加拉灣及印度洋的水汽受到一系列東西方向山脈（如喜馬拉雅山脈、唐古拉山脈、岡底斯山脈）的阻隔，使得在青藏高原一帶的平均低云量為最少區(qū)域。高原山脈對(duì)于南下的氣流的抬升作用，較易形成低云，尤其是在暖季，因此，在高原北側(cè)有著明顯的與高原邊界相對(duì)一致的云界。海洋與陸地相比，水汽更為豐富，是低云形成的有利條件，因此東部地區(qū)出現(xiàn)與東海岸線一致的云界。

2.1.2

年變化特征。由圖2可知，低云量的變化總體呈減少趨勢(shì)，減少10%左右。但在不同的地區(qū)低云量情況卻有所差異。中部地區(qū)為明顯的減少趨勢(shì)，其中黃土高原地區(qū)的減少最為顯著，東北、西北及云南地區(qū)有明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)，其他地區(qū)變化不明顯。

2.1.3

月變化特征。

從中國(guó)地區(qū)近10年月平均云量的基本情況（圖3）可看出，12月～次年2月的低云量最少，在20%以下，1月出現(xiàn)極小值；3～4月在20%～25%；6～8月份增長(zhǎng)顯著，8月份出現(xiàn)極大值；9～11月份持續(xù)減少，在11月達(dá)21%左右。由此可見，夏季（6～8月）低云量上升趨勢(shì)最快，秋季（9～11月）低云量下降趨勢(shì)最為明顯，下降7%左右，冬季（12月～次年2月）的低云量最少。其原因可能是由于夏季溫度較高，上升氣流強(qiáng)，是低云形成的有利條件，低云量相對(duì)較多，而冬季溫度較低，抑制對(duì)流發(fā)展，不利于低云

3結(jié)論與展望

（1）我國(guó)低云量分布由東北向西南逐漸減少，由沿海向內(nèi)陸不斷減少。這種分布形勢(shì)與我國(guó)的地形有著較明顯的關(guān)系。近十年內(nèi)，低云量的變化總體呈減少趨勢(shì)，但在不同的地區(qū)卻有所差異。從月變化來(lái)說，夏季（6～8月）低云量上升趨勢(shì)最快，秋季（9～11月）低云量下降趨勢(shì)最為明顯，下降7%左右，冬季（12月～次年2月）的低云量最少。

（2）我國(guó)低云年平均云水含量的空間上全國(guó)分布相對(duì)平均，沿海略高于內(nèi)陸。年際變化也比較大，但總體呈下降趨勢(shì)，下降幅度約為4%。不同地區(qū)低云云水含量的變化有所差異。從月變化來(lái)說，初春（3～4月）較低，其他月份相對(duì)平均。

（3）低云云光學(xué)厚度的空間分布相對(duì)平均，沿海略高于內(nèi)陸。年際變化也相對(duì)較大，總體呈下降趨勢(shì)，下降幅度為3%左右。在變化趨勢(shì)的空間分布上，不同地區(qū)變化有所差異，除新疆中北部地區(qū)、黑龍江北部地區(qū)，我國(guó)其他絕大部分地區(qū)為增長(zhǎng)趨勢(shì)。從月變化來(lái)說，初春（3～4月）較低，其他月份相對(duì)平均。

（4）通過對(duì)比分析三者的空間分布以及變化趨勢(shì)情況，由于云水路徑是有云光學(xué)厚度來(lái)計(jì)算的，因此可以發(fā)現(xiàn)低云云水含量和云光學(xué)厚度無(wú)論是從時(shí)間序列的變化來(lái)看還是從空間分布來(lái)看均十分一致，而兩者與低云量的關(guān)系，在圖像上看并沒有特別明顯的相關(guān)性。

（5）由于文中資料是從衛(wèi)星上獲取，其反演出的結(jié)果在空間和時(shí)間上的分辨率還不是十分令人滿意。另外，低云在青藏高原地區(qū)的數(shù)據(jù)為無(wú)效值，使繪制圖像出現(xiàn)缺失，對(duì)分析整個(gè)低云有一定影響。因此，今后可以結(jié)合其他的云量資料，如地面資料等來(lái)進(jìn)一步分析中國(guó)地區(qū)云的多個(gè)特征參量的變化趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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牛曉瑞，王淑瑜.華北地區(qū)低云量的變化特征及其影響因子分析[J].高原氣象，2012，31（5）：1340-1347.

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[4] 陳林，牛生杰，仲凌志.MATLAB對(duì)基于HDF格式的MODIS 1B數(shù)據(jù)的提取與方法與實(shí)現(xiàn)[J].氣象科學(xué)，2006，26（6）：676-681.