中国及周边地区多层云垂直结构时空分布特征

冯 晓 ,蔡宏珂 ,衡志炜

（1.四川省气象灾害防御技术中心，成都 610072；2.成都信息工程大学大气科学学院，成都 610225；3.中国气象局成都高原气象研究所，成都 610072）

引言

众所周知，在地球-大气系统中，云的辐射作用不可忽视。国际卫星云气候学计划（International Satellite Cloud Climatology Project，简称ISCCP）的卫星和地面观测资料显示，现阶段全球范围内云的平均覆盖率分别达到了67%和62%[1−2]。自20世纪70年代中期以来，云自身及其在大气模型相关过程中的重要性一直备受关注[3]。

在云的宏观特征中，云的垂直结构（cloud vertical structure，简称CVS）−多层云系统主要在锋面活动以及热带深对流的邻近区域发生频率相对较高，它在很大程度上影响着地-气系统的能量收支平衡，而辐射能的收支分布是大气和海洋运动必不可少的动力来源。不同高度云的辐射作用不同，通常低云的反射率效应起冷却作用，而高云的温室效应对地-气系统的加热作用比较明显[3−4]。基于此，在不同的大尺度模式中，云的垂直分布特征对气候模式的模拟精度有非常重要的影响。例如，已有研究[5]指出，在云垂直结构分布中，云层之间重叠的现象会给确定IWP（Ice Water Path）的分布造成很大困难，主要原因就是长期以来卫星对云的反演建立在均一单层云假定基础上，而没有考虑到云层重叠的普遍发生及其对地-气系统辐射平衡的影响，由此导致云的微物理特性反演出现较大误差。针对多层云的辐射效应，诸多研究做出了不同的重叠假设，但是相关的数值实验显示，不同的云重叠假设会对大尺度天气模式产生不同程度的影响，导致实验结果产生很大的误差[6−8]。……