基于星载和地基云雷达的淮河流域云特性研究

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本文选用2007.1-2010.2的CloudSat卫星94GHz探测资料(2B-GEOPROF)对淮河流域云进行分类,并对各种云出现频率、云高以及含水量分布规律进行了对比研究,并利用地面毫米波云雷达观测资料,对寿县云水含量分布特征进行了研究,得到以下主要结果:淮河流域总云和冰云出现频率季节变化特征相似,呈现夏季高,秋季低的分布特点。水云出现频率表现为秋季高,冬季低的变化特点。混合云出现频率和云高具有显著的季节性变化特征,均表现为夏季值高、冬季低。冰云、水云、混合云三种云的云顶高度季节变化特征与0℃C层高度季节变化特征一致,都呈夏季高、冬季低的特点。以寿县为例,进一步研究寿县地区差分反射率因子发现:全天无降水时上午时刻地面探测得到的雷达反射率值比下午和夜里大。雷达反射率因子值增加,差分反射率因子值也增加。云层越厚,差分反射率因子较大值连续出现范围越大。对于双层云来说,一般下层云最大反射率值大于上层云最大反射率值,差分反射率廓线无法较好表现云的这个特性。对CloudSat反演混合云LWC时冰水混合比方法进行了修正,修正后反演的LWC与地面观测结果差距更小。反演的水云和混合云LWP具有相似的季节分布特征,其季节平均值夏秋季高、春冬季低。混合云的季节平均LWP是水云的3倍。混合云随着LWP值的增加,其对应的雷达反照率因子范围和出现的高度层越来越集中,混合云在对流层中下层的出现频率随LWP的增加而增多,出现频率高值区及其分布的高度层也具有明显的季节性特征,这与混合云零度层高度有密切关系。混合云降雨时间迟于水云,混合云生存时间较水云长,降水时间也比水云长。由地基毫米波云雷达反演得到淮河流域寿县地区云水含量,研究得到寿县秋冬季地区水云出现较少。混合云中粒子主要为细雨粒子和雨粒子,且出现高度较低。该方法与前人的反演方法比较,发现前人的研究方法在-5℃以下与该方法反演值接近,而在-5℃以上差值较大。
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