层状云微物理属性垂直分布的季节变化-干旱区地理.PDF

第40卷 第4期 Vol.40 No.4 2017年7月 ARID LAND GEOGRAPHY Jul. 2017 层状云微物理属性垂直分布的季节变化⓪ ——以新疆地区为例 1 1 1，2 2 1 光 莹 ， 邓军英 ， 陈勇航 ， 辛 渝 ， 孙 冉 ， 3 2 1 1 王 旭 ， 杨莲梅 ， 刘 岩 ， 张 瑞 （1 东华大学环境科学与工程学院，上海 201620 ； 2 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所，新疆 乌鲁木齐 830002 ； 3 新疆气象局人工影响天气办公室，新疆 乌鲁木齐 830002 ） 摘 要： 利用CloudSat 卫星资料2B-CLDCLASS 和2B-CWC-RVOD 数据集，分别揭示了层云与层 积云的云粒子等效半径、数浓度及含水量等微物理属性的垂直分布特征及其季节变化规律。结果 表明：层云所在的云层高度比层积云高，特别是春季，层云可以延伸到11.0 km 处，而层积云云层所 在高度最高出现在夏季，最高延伸到8.5 km 处。层云中的冰水分布在1.0 ～11.0 km ，液态水分布在 0 ～9.0 km ，而层积云的冰水和液态水均分布在0 ～9.0 km 。层云与层积云的冰粒子等效半径、水云 粒子数浓度、液态水含量呈现随云层高度的增加而减小的趋势，冰粒子数浓度随云层高度增加呈 增大趋势，冰水含量呈峰值分布，峰值出现在6 ～10 km 范围内。各季节层积云粒子等效半径、粒子 数浓度及水含量的最大值均大于层云的对应值，从这方面看，层积云更适合作人工增水对象。 关 键 词： CloudSat 卫星；层状云；微物理属性；垂直分布；季节变化 中图分类号： P426.5 文献标识码∶A 文章编号∶1000-6060（2017 ）04-0754-08（754 ～761 ） 新疆地区陆地淡水资源短缺，人口增长、经济 物理属性大小及其时空分布规律，对研究云的发 发展与水资源短缺的矛盾日益加剧，水资源已成为 展、降水形成的物理过程以及增水机制等都很有价 社会经济发展和生态环境改善的瓶颈问题之一。 值，在人工增水研究中占有重要地位。但长期以 目前，我国正在实施西部大开发战略，中央明确指 来，地面常规观测只能取得人工目测的云类和云量 出新疆是西部地区经济增长的重要支点，是我国向 资料。目前地面观测仅可获得以站点为中心的局 西开放的重要门户和战略屏障。解决新疆地区水 地资料，而飞机观测也只能获得特定时间段内的云 ［1］ 资源短缺的途径，一靠开源，二靠节流 。但由于节 资料，观测资料的时空连续性不如卫星资料，不能完 流必须与经济发展水平相适应，加上环境的限制， 全满足实际需要。卫星观测覆盖面积广，可长时间 节流空间有限。同时，地表和地下水资源开发已接 观测，对于无人区更具有不可替代的观测优势，而且 近极限。因此，开发利用空中水成为各界关注的缓 可以给出地面观测所没法获取的云微物理属性资 解水资源短缺的途径之一。要科学地开展人工增 料，可以帮助人们更深入地认识其时空分布规律。 水作业，减少人力物力投入的盲目性，首先需要深入 层状云系是我国人工增水的主要作业对象， 了解空中水的载体—云。云在地球水分循环过程 而对其人工增水潜力大小的判断是能否作业的前