洋面多层暖云的空间分布及垂直结构特征
发布时间：2021-11-04 11:34
利用中分辨成像光谱仪（MODIS）和云廓线雷达（CPR）2008年全年的融合资料,针对具有多层结构的洋面暖云系统,研究了其全球尺度的空间分布和垂直结构特征.通过修正传统的基于云顶温度的暖云判据,发现洋面暖云单体大多分属于3种主导构型,包括单层暖云、双层半暖云和双层纯暖云.统计结果表明,单层暖云、双层半暖云和双层纯暖云3种构型的占比分别为77.14%, 19.15%和3.71%.在全球分布上,3种构型暖云的差异明显,尤其是分布密集区域迥然不同.在云顶高度、云底高度及云层厚度等结构参数上,双层半暖云的下层暖云单体与单层暖云单体的统计特征极为接近,显示了两类暖云单体在几何结构上的相似性.这表明双层半暖云中上层冷云的存在并未造成下层暖云结构上的变化,洋面上的双层半暖云系统中的上层云和下层云可能多源于独立的成云过程.双层纯暖云构型中上层暖云的结构特征明显异于单层暖云,下层暖云则与单层暖云较为接近,但其云顶高度和云层厚度相比单层暖云偏小.另外,该构型中的下层暖云越薄,上层暖云越能向更高更厚发展.一致表明双层纯暖云系统中上层暖云与下层暖云的发展有一定的制约关系,两层云在生消变化中具有潜在的物理联系.
【文章来源】：中国科学技术大学学报. 2018,48(12)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
图１全球洋面有云样本分层数目统计Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｏｃｅａｎｉｃｗａｒｍ
度数据，将高于２７３Ｋ阈值的像素均纳入暖云样本；然后利用ＣＰＲ数据中的云顶高度和冻结层高度数据，进行暖云单体的再次判定，并结合ｃｌｏｕｄｍａｓｋ数据断定云层的数量．依据以上方案，如图２所示的３种暖云构型，即包含暖云单体的３类云层分布形式，都可以归入有效样本．３种构型分别为：单层暖云，即垂直空间上只有一个暖云单体；双层半暖云，上层云为冷云单体，下层云为暖云单体；双层纯暖云，上下两层云均为暖云单体．图２３种构型暖云示意图Ｆｉｇ．２Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｐｌｏｔｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｒｅｅｔｙｐｉｃａｌｔｙｐｅｓｏｆｗａｒｍｃｌｏｕｄｓ第１２期洋面多层暖云的空间分布及垂直结构特征１０１５
填色区域表示２．５°×２．５°区域的格点上３种构型暖云平均云层厚度的全球分布图６３种构型暖云的云层厚度全球分布Ｆｉｇ６Ｇｌｏｂａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｃｌｏｕｄｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｔｙｐｅｓｏｆｗａｒｍｃｌｏｕｄｓ示．对于双层纯暖云（图７（ｂ）），约四分之一的样本上下层厚度相同，近一半样本下层云厚度高于上层云厚度；而对于双层半暖云（图７（ａ）），上层冷云的厚度在大多数情况下要高于下层暖云．图７双层半暖云（ａ）和双层纯暖云（ｂ）上下层云厚度差值的频率分布Ｆｉｇ．７Ｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅｕｐｐｅｒａｎｄｌｏｗｅｒｃｌｏｕｄｔｈｉｃｋｎｅｓｓｂｅｔｗｅｅｎｄｏｕｂｌｅ－ｌａｙｅｒｓｅｍｉ－ｗａｒｍｃｌｏｕｄ（ａ）ａｎｄｄｏｕｂｌｅ－ｌａｙｅｒｗａｒｍｃｌｏｕｄ（ｂ）双层纯暖云上下层皆为单体暖云，并且下层云的云底高度稳定在１ｋｍ左右，与其厚度直接相关，因此以其云层厚度来表征下层云．图８给出了双层纯暖云中上层云的云顶高度、云底高度以及云层厚度与下层云厚度之间的关系，填色区域为二维相空间中的联合频率．从图８（ａ）可以看出，下层云越薄，上层云的云顶高度分布范围越广，相应上层云的云顶高度也越高．随着下层云的厚度增加，相应的发生频率也随之减小．图８（ｂ）给出了上层云的云底高度与下层云云层厚度的相对变化关系，随着下层云厚与上层云底高度增加，会出现明显的发生频率分层，上层云云底高度大于２．６ｋｍ
【参考文献】：
期刊论文
[1]Dynamic and Thermodynamic Features of Low and Middle Clouds Derived from Atmospheric Radiation Measurement Program Mobile Facility Radiosonde Data at Shouxian, China[J]. Jinqiang ZHANG,Hongbin CHEN,Xiang’ao XIA,Wei-Chyung WANG. Advances in Atmospheric Sciences. 2016(01)
[2]Underestimation of Oceanic Warm Cloud Occurrences by the Cloud Profiling Radar Aboard Cloud Sat[J]. 刘东阳,刘奇,周伶俐. Journal of Meteorological Research. 2015(04)
[3]基于星载云雷达资料的东亚大陆云垂直结构特征分析[J]. 尹金方,王东海,翟国庆,王志恩. 气象学报. 2013(01)
[4]东亚地区云垂直结构的CloudSat卫星观测研究[J]. 彭杰,张华,沈新勇. 大气科学. 2013(01)
[5]利用探空数据分析云垂直结构的方法及其应用研究[J]. 周毓荃,欧建军. 气象. 2010(11)
本文编号：3475641
【文章来源】：中国科学技术大学学报. 2018,48(12)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
图１全球洋面有云样本分层数目统计Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｏｃｅａｎｉｃｗａｒｍ
度数据，将高于２７３Ｋ阈值的像素均纳入暖云样本；然后利用ＣＰＲ数据中的云顶高度和冻结层高度数据，进行暖云单体的再次判定，并结合ｃｌｏｕｄｍａｓｋ数据断定云层的数量．依据以上方案，如图２所示的３种暖云构型，即包含暖云单体的３类云层分布形式，都可以归入有效样本．３种构型分别为：单层暖云，即垂直空间上只有一个暖云单体；双层半暖云，上层云为冷云单体，下层云为暖云单体；双层纯暖云，上下两层云均为暖云单体．图２３种构型暖云示意图Ｆｉｇ．２Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｐｌｏｔｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｒｅｅｔｙｐｉｃａｌｔｙｐｅｓｏｆｗａｒｍｃｌｏｕｄｓ第１２期洋面多层暖云的空间分布及垂直结构特征１０１５
填色区域表示２．５°×２．５°区域的格点上３种构型暖云平均云层厚度的全球分布图６３种构型暖云的云层厚度全球分布Ｆｉｇ６Ｇｌｏｂａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｃｌｏｕｄｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｔｙｐｅｓｏｆｗａｒｍｃｌｏｕｄｓ示．对于双层纯暖云（图７（ｂ）），约四分之一的样本上下层厚度相同，近一半样本下层云厚度高于上层云厚度；而对于双层半暖云（图７（ａ）），上层冷云的厚度在大多数情况下要高于下层暖云．图７双层半暖云（ａ）和双层纯暖云（ｂ）上下层云厚度差值的频率分布Ｆｉｇ．７Ｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅｕｐｐｅｒａｎｄｌｏｗｅｒｃｌｏｕｄｔｈｉｃｋｎｅｓｓｂｅｔｗｅｅｎｄｏｕｂｌｅ－ｌａｙｅｒｓｅｍｉ－ｗａｒｍｃｌｏｕｄ（ａ）ａｎｄｄｏｕｂｌｅ－ｌａｙｅｒｗａｒｍｃｌｏｕｄ（ｂ）双层纯暖云上下层皆为单体暖云，并且下层云的云底高度稳定在１ｋｍ左右，与其厚度直接相关，因此以其云层厚度来表征下层云．图８给出了双层纯暖云中上层云的云顶高度、云底高度以及云层厚度与下层云厚度之间的关系，填色区域为二维相空间中的联合频率．从图８（ａ）可以看出，下层云越薄，上层云的云顶高度分布范围越广，相应上层云的云顶高度也越高．随着下层云的厚度增加，相应的发生频率也随之减小．图８（ｂ）给出了上层云的云底高度与下层云云层厚度的相对变化关系，随着下层云厚与上层云底高度增加，会出现明显的发生频率分层，上层云云底高度大于２．６ｋｍ
【参考文献】：
期刊论文
[1]Dynamic and Thermodynamic Features of Low and Middle Clouds Derived from Atmospheric Radiation Measurement Program Mobile Facility Radiosonde Data at Shouxian, China[J]. Jinqiang ZHANG,Hongbin CHEN,Xiang’ao XIA,Wei-Chyung WANG. Advances in Atmospheric Sciences. 2016(01)
[2]Underestimation of Oceanic Warm Cloud Occurrences by the Cloud Profiling Radar Aboard Cloud Sat[J]. 刘东阳,刘奇,周伶俐. Journal of Meteorological Research. 2015(04)
[3]基于星载云雷达资料的东亚大陆云垂直结构特征分析[J]. 尹金方,王东海,翟国庆,王志恩. 气象学报. 2013(01)
[4]东亚地区云垂直结构的CloudSat卫星观测研究[J]. 彭杰,张华,沈新勇. 大气科学. 2013(01)
[5]利用探空数据分析云垂直结构的方法及其应用研究[J]. 周毓荃,欧建军. 气象. 2010(11)
本文编号：3475641
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