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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0~9.0km.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~ 10km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干层云的对应值,从这方面看,层积云更适合作人工增水对象....
摘要:采用美国宇航局NASA的CloudSat卫星资料2B-CWC-RVOD和2B-CLDCLASS,并结合CERES Aqua MODIS Edition 3A资料,分析了一次降水过程中云类型和云中冰粒子微物理属性的垂直分布特征,探讨其与降雨量大小的关系.结果表明:冰云分布在2~11km,越小的云参量值的出现频率越大.冰粒子有效半径在垂直高度上的分布存在明显的分层现象,且随着高度的升高呈变小的趋势.半径>150 μm的粒子集中在2~4km;半径在100~150 μm的粒子85.6%分布在2~6km;而半径<50 μm的粒子在整个云层均有分布,且分布比例随云层的升高而增大.冰水含量在垂直高度上呈近似正态分布,高值分布在云层中部6~7km,且正在降雨地区云的冰水含量和柱含量值比非降雨区大.冰粒子数浓度随云层高度的上升呈增大的趋势....
摘要:采用CloudSat卫星资料2B-CLDCLASS及2B-CWC-RVOD数据集和Aqua卫星资料的CERES Aqua MODIS Edition 3A数据集,针对2010年12月2—4日北疆地区一次暴雪过程分析了云的类型分布、冰粒子等效半径、低层云等效高度等宏微观物理属性的垂直分布及空间分布情况。结果表明,此次暴雪过程中,云层分布在12 km以下,云中冰粒子等效半径和冰水含量均随云层高度增加而减少,冰粒子数浓度在垂直高度上呈单峰分布,高值分布在云层中部5.5 km处。北疆地区暴雪前和暴雪后基本为低层云云量小于40%的低值区,暴雪时则为大于60%的高值区,云等效高度暴雪前和暴雪后大多为小于6 km值域区,暴雪时为大于6 km的高值区。...
摘要:采用美国宇航局NASA的CloudSat卫星加载的云廓线雷达反演资料2B-CWC-RVOD和2B-CLDCLASS,以2008年4月28日发生在新疆北部沿天山一带的暴雨过程为例,分析云中液态水粒子有效半径、粒子数浓度、液态水含量等微物理属性的垂直分布特征.结果表明:此次暴雨过程中,云层分布在1~12 km高度,但云中液态水分布在6 km以下.云中液态水粒子半径的高值区出现在云层的中部,而峰值出现在约3 km高度处,云体边缘是低值区,且有效半径小于5 μm的粒子在所有高度均有分布,占所有粒子的71.19%,在3~4 km高度层分布比例最大.大于20 μm的粒子仅占1.27%,且集中分布于云中液态水中部2~5 km;液态水含量随云层高度的增加而有所降低,液态水含量大于500 mg·m-3仅占0.08%,且分布在2~3 km;云中液态水粒子数浓度在垂直高度上存在明显的分层现象,云层越低,云中液态水粒子数浓度越高,粒子数浓度小于20个·cm-3,占25.26%,且随高度的增加而增加,而浓度大于60个·cm-3的粒子占12.28%,主要分布在2~5 km,且云层中部偏下处分布较多....
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST
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摘要:为了进一步认识上海地区浮尘污染的垂直分布特征,利用地面微脉冲激光雷达(MPL)和CALIPSO星载激光雷达对2009年10月19日远程输送到上海的一次典型浮尘过程的气溶胶光学特性进行分析.结果表明,此次浮尘过程气溶胶层主要存在于2km以下低空中,气溶胶后向散射系数范围0~0.015 km-1·sr-1,MPL消光系数范围0~0.32 km-1.浮尘过程中消光系数先增加后降低,气溶胶层不断抬升.浮尘天气2km以下大气中存在大量小粒径气溶胶颗粒,而0~0.5 km近地面则以颗粒较大的气溶胶为主;2~10 km大气中仅存在少量不规则气溶胶,其中4~6 km高度范围的大气由不规则气溶胶和规则气溶胶混合组成,球型和非球型粒子均存在.CALIPSO星载激光雷达532 nm总后向散射系数和MPL归一化相对后向散射系数的垂直分布特征基本一致.CALIPSO和MPL获得的消光系数垂直分布均随着高度增加而减少,但消光系数值存在较大差异.两者结合起来可以较全面客观地对上海地区浮尘天气进行观测....
摘要:利用2009年3月?2010年2月上海市城市环境气象中心的微脉冲激光雷达资料,通过分析消光系数和光学厚度(AOD)等光学特性参量揭示了上海地区发生干霾和湿霾时气溶胶的垂直分布特征,并分析了相对湿度对干霾和湿霾的影响.结果表明:干霾日的发生频率要明显高于湿霾日;不同强度霾中,干霾在轻微霾与轻度霾中所占比例较多,而中度霾和重度霾中湿霾的比例增大,其中重度霾中湿霾多于干霾;湿霾时段的消光系数变化波动明显比干霾时段剧烈,干霾时消光在0.10 km?1左右波动,而湿霾时消光从0.01~1.00 km?1变化不等;在500 m以下的近地面大气,湿霾的消光基本大于干霾;干霾时段AOD无明显季节变化,而湿霾时段AOD变化趋势表现为春季>冬季>夏季>秋季,且90%来自于低层大气(0~1 km)的贡献;夏季相对湿度较大,湿霾最多,但湿霾中重度霾所占比例是所有季节中最小的,轻微霾比例最大;而春、秋、冬三季发生湿霾时的能见度明显低于干霾时,说明湿度的增加对消光的贡献明显增大....
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北大核心 CSTPCD CSSCI CSCD CASS CBST
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摘要:采用美国宇航局NASA的CloudSat卫星加载的云廓线雷达反演资料2B-CLDClASS、2B-CWC-RO和2B-GEOPROF,针对新疆天山及周边地区2007年-2009年天山山区的5次强降雨过程中的6个云个例,对其云冰水含量的垂直分布特征进行了分析.结果表明,冰水含量值越小,出现频率越大,冰水含量小于1O0mg/m3的冰粒子所占的比例在65%以上.冰水含量在云的垂直高度上有峰值现象,云层的顶部和底部均是冰水含量的低值区,冰水含量的高值区出现在云层中下部,且最大值出现在5~7.5km高度层内.从垂直方向分布看,冰水含量小于100mg/m3的低值域段冰粒子在整个云层垂直高度上均有分布,6个个例中最大分布比例各不相同.冰水含量大于100mg/m3的中高值域段冰粒子分布在云层的中部,各个值域段的分布比例都不超过5%....
摘要:采用CloudSat卫星云廓线雷达反演资料2B-CLDCLASS,2B-CWC-RO和2B-GEOPROF以及地面气象站降水资料,选取新疆天山及其附近地区的6次强降雨过程中的8个降雨云个例,对云中冰粒子等效半径的垂直分布特征及其与地面降水量的相关性进行了分析.结果表明:冰粒子主要分布在2~13 km的高程内,其等效半径的低值主要分布在云层的上部,高值主要分布在云层的下部.半径大于150 μm的冰粒子的出现概率很小,而等效半径小于80 um的冰粒子除2007年7月9日昭苏降水过程中仅分布在云层的顶部外,其它个例中在各高度云层中均有分布.冰粒子等效半径与降水量相关性随高度而变化,在5~ 6km高度层内相关性最好,相关系数为0.823,且在0.05水平上有较高的显著性.5 km以上高程上的相关性随高度的升高而减弱.同一地区不同降水过程云中冰粒子等效半径的垂直分布具有极高的相似性,相关系数大于0.9....
摘要:采用CloudSat卫星云廓线雷达反演资料2B-CLDCLASS、2B-CWC-RO和2B-GEOPROF以及地面气象站降水资料,选取了新疆天山及其附近地区的6次强降雨过程中的8个降雨云个例,对云中冰粒子等效半径的垂直分布特征及其与地面降水量的相关性进行了分析.结果表明:冰粒子主要分布在2-13km内,其等效半径的低值主要分布在云层的上部,高值主要分布在云层的下部.半径大于150μm的冰粒子的出现概率很小,而等效半径小于80um的冰粒子除2007年7月9日昭苏降水过程中仅分布在云层的顶部外,其它个例中在各高度云层中均有分布.冰粒子等效半径与降水量相关性随高度而变化,在5~6km高度层内相关性最好,相关系数为0.823,且在0.05水平上有较高的显著性.5km以上相关性随高度的升高而减弱.同一地区不同降水过程云中冰粒子等效半径的垂直分布具有极高相似性,相关系数大于0.9.
[硕士论文] 邓军英
环境科学 东华大学 2014(学位年度)
摘要:人工增水作业是开发利用空中水以缓解水资源短缺的途径之一。同时,对于严重威胁人体健康的重度灰霾和城市热岛效应加剧导致的城市极端高温等大气环境灾害,人工增水作业也不失为危急情况下的有效应急干预措施。为了科学地开展人工增水作业,减少人力物力投入的盲目性,本文首先利用CloudSat卫星资料对新疆地区人工增水潜力云—层云与层积云的微物理属性垂直分布特征进行了研究,然后通过分析北疆大雪—特大暴雪和暴雨过程,揭示了降水过程中云微物理属性的垂直分布规律,并探讨了降雨云微物理属性与降雨量的关系,对比分析了降雨云与降雪云的异同点,以期深入认识云和降水物理机制,为有针对性设计人工增水播云方案和强降水预报预警提供新的科学观测事实和理论依据。研究结果表明:
  层云所在的高度比层积云高,层云中冰云分布在1.0-11.0km,水云分布在0-9.0km,而层积云中的冰云和水云均分布在0-9.0km。层积云粒子等效半径、数浓度及水含量均大于层云,从这方面看,层积云更适合作人工增水对象。层云与层积云在春、夏、秋三个季节出现较多,冬季相对出现少,特别是层积云更是少见。层云上部云粒子等效半径、数浓度及液态水含量夏季大于其他季节。
  降雪过程中云类型以深对流云和层状云为主。冰粒子等效半径(IER)在垂直高度上呈明显的分层现象,随云层高度的增加呈变小趋势,低值段粒子(IER<50μm)分布在整个云层,云层上部分布较多,而高值段粒子(IER≥100μm)则分布在云层下部2.0-5.0km,中值段粒子(50μm≤IER<100μm)最多,占总冰粒子的48.8-74.9%;对高度层进行平均后发现,冰粒子数浓度在云层中下部随云层高度的增加快速增大,达到一定高度后,趋于稳定值。云层底部几乎仅出现粒子数浓度小于50L-1的冰粒子,而高值主要分布在云层中上部;冰水含量在垂直高度上主要呈单峰分布,大值出现在4.0-6.0km。
  强降雨过程中云类型以深对流云、积云和层状云为主,冰云分布在2.0-11.0km,水云在6.0km以下。冰粒子等效半径(IER)在垂直高度上存在明显分层现象,随云层高度的增加呈变小趋势,高值段粒子(IER≥150μm)占总冰粒子的18.1%,集中分布在2.0-4.0km。85.6%的中值段粒子(50μm≤IER<100μm)分布在2.0-6.0km。而低值段粒子(IER<50μm)占总冰粒子的26.9%,分布在整个云层,且分布比例随云层高度的增加而增加。水云分布在6.0km以下,水云粒子等效半径高值出现在云层中部,峰值出现在3.0km处,云层顶部和底部是水云粒子等效半径低值区。等效半径小于5μm的水云粒子占总水云粒子的71.2%,分布在整个云层,且在3.0-4.0km分布最多。粒子等效半径大于20μm的水云粒子仅占总水云粒子的1.3%,集中分布于水云层中部2.0-5.0km;冰粒子数浓度随云层高度的增加呈增大趋势。水云粒子数浓度在垂直高度上存在明显的分层现象,云层越低,水云粒子数浓度越高。数浓度小于20cm-3的水云粒子占总水云粒子的25.3%,且出现频率随高度的增加而增加,大于60cm-3的占12.3%,主要分布在2.0-5.0km,在云层中下部分布较多;冰水含量在垂直高度上呈近似正态分布,高值分布在云层中部6.0-7.0km,且正在降雨地区的云冰水含量和冰水柱含量大于非降雨地区。而液态水含量随云层高度的增加呈减小趋势,冰水含量大于等于500.0mg/m3的粒子仅占0.1%,集中分布在2.0-3.0km。
  降雨云与降雪云微物理属性的垂直分布规律略有不同,但总体来说,云中冰粒子等效半径随云层高度的增加而减小,云层下部降雪云冰粒子等效半径变化幅度较降雨云大;云中冰粒子数浓度在云层中下部随高度的增加而快速增大,达到一定高度后,增长趋缓,降雨云中冰粒子数浓度在云层顶部略有减小;云冰水含量在垂直高度上有单峰和双峰两种分布形式,降雨云以单峰为主,降雪云中两种形式均有,峰值均出现在云层中下部。
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