青藏高原云对地气系统短波吸收辐射强迫的气候研究

利用地球辐射平衡试验（ＥＲＢＥ）和国际卫星云气候计划（ＥＳＣＣＰ）提供的总云量、得星反射率资料,计算并分析了青藏高原地气系统年、月平均云对太阳短波吸收辐射的强迫,揭示了其与总云量的关系。结果表明：高原的短事射云强迫与总云量有较好的非线性相关,呈幂指数形式,且季节变化明显;短波辐射云强迫的地理分布与高原云的分产好,高原主体和北部是短波辐射云强迫的低值区,高原东南部和西部边缘迎风部位为强迫的高值区。     

青藏高原云对地气系统净辐射强迫的气候研究

利用地球辐射平衡试验（ＥＲＢＥ）和国际卫星云气候计划（ＩＳＣＣＰ）提供的地气系统行星反射率、长波射出辐射（ＯＬＲ）和云量资料,计算了青藏高原地区云对地气系统净辐射的强迫,并讨论其与总云量及地气系统晴天净辐射的关系。结果表明：高原各季净辐射云强迫与总云量有较好的非线性关系,其中以暖季更明显;各月净辐射云强迫与地气系统晴天净辐射的曲线相关很明显,各条曲线均存在一个与净辐射云强迫零值相对应的晴天净辐射值     

青藏高原云对地气系统长波射出辐射(OLR)强迫的气候研究

利用地球辐射平衡试验（ＥＲＢＥ）和国际卫星云气修计划（ＩＳＣＣＰ）提供的地气系统长波射出辐射（ＯＬＲ）和云量资料,计算并讨论了青藏高原地气系统各季和年平均总云量对ＯＬＲ的强迫及其所产生的温室效应,揭示了高、低示了高、低云对ＯＬＲ强迫的特点。结果表明：高原的ＯＬＲ云强迫与总云量、高云量都有较好的相关关系,且季节变化明显;ＯＬＲ云强迫和云温室效应的地理分布与高原总云量的分布较为一致;云强迫的年变化一同     

中国地区云对地气系统净辐射强迫的气候研究

本文利用地球辐射平衡试验（ERBE）和国际卫星云气候计划（ISCCP）提供的地气系统行星反射率，长波射出辐射（OLR）和云量资料，计算出中国地区年、月总云量对地气系统净辐射的强迫，分别讨论了其与总云量及地气系统晴天净辐射的关系。结果表明：地气系统净辐射云强迫与总云量有较好的抛线物关系，各月净辐射云强迫与地气系统晴天净辐射的曲线相关也很明显，如以曲线上净辐射云强迫为零时的晴天净辐射值代表各月曲线位置，则该值随天文辐射作规律性季节变化。地气系统净辐射云强迫的地理分布与总云量及地气晴天净辐射分布有关，其在各地的年变化则主要由天文因素及雨季进行退决定。     

中国地区云对地-气系统辐射强迫温度效应的气候研究

文中利用地球辐射平衡试验 (ERBE)和国际卫星云气候计划 (ISCCP)提供的地 气系统行星反射率、射出长波辐射 (OLR)和云量资料 ,计算了中国地区年、月平均总云量对地 气系统短波辐射、长波辐射以及净辐射强迫的温度效应和敏感性系数 ,并讨论了云对各辐射分量强迫的温度效应与总云量的关系。结果表明 :地 气系统云辐射强迫温度效应与总云量间具有较明显的曲线相关。云辐射强迫温度效应及其敏感性系数具有明显的时空变化特点。就中国全国平均而言 ,各月地 气系统云辐射强迫净温度效应一般表现为降温作用。     

中国地区云对地气系统长波射出辐射（OLR）强迫的气候研究

本文利用地球辐射平衡试验（ERBE）和国际卫星去气候计划（ISCCP）提供的地气系统长波射出辐射（OLR）和云量资料，计算半讲座了我国各季和年平均去量对地气系统OLR的强迫及其所产生的温室效应，结果表明：我国各季的OLR云强迫与总云量，高云量都有较好的相关，且季节变化明显；OLR云强迫和云温室效应的地理分布受云量和云状的影响较大，它们的年变化一般呈弱双峰型，峰值在春，夏季出现。     

中国地区云对地气系统长波射出辐射(OLR)强迫的气候研

本文利用地球辐射平衡试验(ERBE)和国际卫星云气候计划(ISCCP)提供的地气系统长波射出辐射(OLR)和云量资料，计算并讨论了我国各季和年平均云量对地气系统OLR的强迫及其所产生的温室效应。结果表明我国各季的OLR云强迫与总云量、高云量都有较好的相关，且季节变化明显；OLR云强迫和云温室效应的地理分布受云量和云状的影响较大，它们的年变化一般呈弱双峰型，峰值在春、夏季出现。     

中国东部和印度季风区云辐射特性的比较

基于 ＩＳＣＣＰ和 ＥＱＢＥ资料,本文比较了中国东部和印度季风区的云和云辐射强迫的气候特征。虽然它们同属于亚洲季风区,并且有相似的降水季节特征,但它们各自的云和云辐射强迫特征差异很大。在印度区域,所有的云量有着相同的季节变化,最大云量分布都出现在夏季,且总云量中以高云量为主。而中国东部云量的季节变化都比较复杂,在总云量中以中、低云量为主,最大总云量出现在春季。冬季的总云量和中、低云量要大于夏季。在全球云量分布中,中国东部最典型的特征是：该地区为全球最大的雨层云覆盖区。与云的分布和变化相关,印度季风区最大的负短波云辐射强迫,最大的正的长波辐射强迫和最大的负的净云辐射强迫发生在夏季,而在中国东部,大的负的短波云辐射强迫发生在春夏之交。年平均的负的短波云辐射强迫在中国东部地区明显要大于在印度季风区。     

青藏高原地气系统云辐射强迫的气候学特征

利用ＥＲＢＥ－Ｓ４和ＩＳＣＣＰ－Ｃ２月平均资料着重分析了青藏高原这一特殊气候区域地气系统云辐射强拓的气候学特征，分析结果表明，冬，夏季云对气系统辐射强迫的场分布形势有明显的差异，对于地气系统长波辐射，冬季高原主体云强迫高值区，夏季云强迫空间变化平缓，高原主体平均云的温室效应春季最大，秋季最小，云使地气系统射出长波辐射年平均减少４５．６Ｗ／ｍ＾２对于地气系统短波辐射，冬季高原地区云强迫相对高值区，夏     

中国地－气系统短波吸收辐射分布特征

根据ＥＲＢＥ和ＩＳＣＣＰ资料讨论了公气系统短波吸收辐射及其年较差在全国的分布，分析了其与总云量、行星和地表反射卒以及地面吸收辐射的相互关系。发现在冬季地－气系统短波吸收辐射分布主要呈南高北低型，夏季分布形势为一不对称的大鞍形场，大致与行星反射率分布反向对应。公气短波吸收辐射与总云量呈负相关，高相关区在我国东部。各站地－气短波吸收辐射与地面吸收辐射的相关系数普遍高达０．９００以上。此一特，或为从气候上利用地－气吸收辐射反演地面吸收辐射提供初步可能。     

The Significant Role of Radiosonde-measured Cloud-base Height in the Estimation of Cloud Radiative Forcing

The satellite-based quantification of cloud radiative forcing remains poorly understood, due largely to the limitation or uncertainties in characterizing cloud-base height (CBH). Here, we use the CBH data from radiosonde measurements over China in combination with the collocated cloud-top height (CTH) and cloud properties from MODIS/Aqua to quantify the impact of CBH on shortwave cloud radiative forcing (SWCRF). The climatological mean SWCRF at the surface (SWCRF_SUR), at the top of the atmosphere (SWCRF_TOA), and in the atmosphere (SWCRF_ATM) are estimated to be ?97.14, ?84.35, and 12.79 W m^?2, respectively for the summers spanning 2010 to 2018 over China. To illustrate the role of the cloud base, we assume four scenarios according to vertical profile patterns of cloud optical depth (COD). Using the CTH and cloud properties from MODIS alone results in large uncertainties for the estimation of SWCRF_ATM, compared with those under scenarios that consider the CBH. Furthermore, the biases of the CERES estimation of SWCRF_ATM tend to increase in the presence of thick clouds with low CBH. Additionally, the discrepancy of SWCRF_ATM relative to that calculated without consideration of CBH varies according to the vertical profile of COD. When a uniform COD vertical profile is assumed, the largest SWCRF discrepancies occur during the early morning or late afternoon. By comparison, the two-point COD vertical distribution assumption has the largest uncertainties occurring at noon when the solar irradiation peaks. These findings justify the urgent need to consider the cloud vertical structures when calculating the SWCRF which is otherwise neglected.     

Water Vapor and Cloud Radiative Forcings over the Pacific Ocean Simulated by the LASG/IAP AGCM: Sensitivity to Convection Schemes

Characteristics of the total clear-sky greenhouse effect (GA) and cloud radiative forcings (CRFs), along with the radiative-related water vapor and cloud properties simulated by the Spectral Atmospheric Model developed by LASGIAP (SAMIL) are evaluated. Impacts of the convection scheme on the simulation of CRFs are discussed by using two AMIP (Atmospheric Model Inter-comparison Project) type simulations employing different convection schemes: the new Zhang-McFarlane (NZH) and Tiedtke (TDK) convection schemes. It shows that both the climatological GA and its response to El Nio warming are simulated well, both in terms of spatial pattern and magnitude. The impact of the convection scheme on GA is not significant. The climatological longwave CRF (LWCRF) and its response to El Nio warming are simulated well, but with a prominently weaker magnitude. The simulation of the climatology (response) of LWCRF in the NZH (TDK) run is slightly more realistic than in the TDK (NZH) simulation, indicating significant impacts of the convection scheme. The shortwave CRF (SWCRF) shows large biases in both spatial pattern and magnitude, and the results from the TDK run are better than those from the NZH run. A spuriously excessive negative climatological SWCRF over the southeastern Pacific and an insufficient response of SWCRF to El Nio warming over the tropical Pacific are seen in the NZH run. These two biases are alleviated in the TDK run, since it produces vigorous convection, which is related to the low threshold for convection to take place. Also, impacts of the convection scheme on the cloud profile are discussed.     

ISCCP产品和我国地面观测总云量差异

国际卫星云气候计划ISCCP是国际上较权威和客观的云气候性研究计划, 自1983年以来为研究全球云和辐射平衡、云水资源分布等提供了有价值的数据。在分析总云量卫星和地面两种观测方式差异的基础上, 研究了1984-2006年ISCCP D2产品和我国地面观测云资料数据集总云量空间及时间差异。尽管两套资料能一致揭示我国总云量的分布形势和气候变化特征, 但区域性差异仍比较明显。天基、地基数据可对比格点上, 全国平均而言总云量卫星观测结果比地面观测偏高8.46%, 华南地区差异最小、东北地区差异最大。气候变化趋势分析结果表明:近23年我国总云量呈减少趋势, ISCCP D2产品总云量每年减少速度为0.015%, 小于地面观测的总云量每年减少速度 (0.063%); 东北地区总云量缓慢增多, 而青藏高原、西北地区总云量减少。利用卫星和地面资料均以累积距平法检测出1984—2001年总云量减少、2002-2006年总云量显著增加。     

中国西北地区云时空分布特征的初步分析

利用国际卫星云气候计划（ISCCP）获取的1983年7月－1993年12月的月平均云资料，分析了西北地区云的分布特片和季节变化，发现西北地区的云量与地形有很好的一致性；塔里木盆地是云量最少的地区，而且以云层较薄的积云和高云为主，在天山，昆仑山，祁连山一带，存在着云量的极大值区，其中云层较厚，水汽含量较高的层云，雨层云，深对流云占了很大的比例，值得注意的一点是，云的这种时空分布特征具有明显的地域性和稳定性，有利于开展人工增雨工作。     

南海及周边地区云量分布及低云量与南海海温的关系

利用国际卫星云气候计划提供的月平均云气候资料集,分析了南海及周边地区云量的分布特征,并进一步研究了低云量与南海海温的关系。结果表明:(1)南海及周边地区总云量分布存在显著的季节性差异特征。(2)低云主要分布在南海海区,中云为华南地区,而高云则主要位于靠近赤道区域。(3)低云受海表温度影响较大,而中高云则主要与强对流相对应。低云主要分布于南海海表冷水中心南侧的暖水区内的温度梯度区,其高值区分布与海表温度梯度分布基本一致,海表温度梯度的大小与高值中心的低云量成正比。(4)低云量高值中心位置与水平海温梯度区两侧基本一致,高温暖水受西边界强迫上升在海表层辐合,有利于低云的生成。     

厄尔尼诺次年夏季中国地区云的变化特征及其与降水的关系

基于1961—2010年中国地面台站和卫星观测等多种数据,对不同类型厄尔尼诺事件次年夏季中国地区云的变化特征和不同类型降水的变化特征进行了分析,探讨云的变化特征与总降水异常的复杂联系。结果表明:站点数据中,厄尔尼诺事件次年夏季总云量和低云量的异常与降水异常分布形势大致相同;积雨云、雨层云和层积云等低云的出现频率有所增加。云量与降水异常在全国范围内表现出显著的正相关;通过显著性检验的正相关站点,云量与降水异常的线性关系也通过了显著性检验,总云量和低云量与降水的增加比例分别接近1:3和1:1。卫星观测数据中,厄尔尼诺事件次年夏季高云量、深对流云量、光学厚度和云水路径的变化与站点降水异常基本呈正相关;黄河以南地区总降水的变化主要来源于对流降水的异常,其贡献比例高达80%。中国东部地区低云对降水具有很好的指示作用;厄尔尼诺事件次年夏季南方地区总降水的异常主要来自对流降水的变化;对流降水异常增加与深对流云的异常增多有关。厄尔尼诺事件的发生使得次年夏季中国季风区对流活动增强,对流云云量增多,云层增厚,云顶向上发展,故而对流降水增加,异常雨带形成。      

中国云气候特征的分析

利用1983年7月至2001年8月的ISCCP卫星总云量资料, 分析了我国总云量的空间分布特征, 并将全国用193个网格点表示, 采用聚类分析方法, 按照总云量年内变化规律相同的原则将中国分为3个区, 逐区讨论了总云量的年内变化特征;同时, 分析了18年来中国总云量的变化趋势。最后利用奇异值分解法(SVD)找到了我国青藏高原冬季总云量与全国夏季降水的高相关区, 证明青藏高原总云量与我国东北降水正相关密切。     

Responses of Cloud-Radiative Forcing to Strong El Ni?o Events over the Western Pacific Warm Pool as Simulated by CAMS-CSM

Cloud-radiative forcing(CRF) at the top of the atmosphere(TOA) over the western Pacific warm pool(WP) shows unique characteristics in response to El Ni?o events. In this region, the responses of CRF to El Ni?o events have been a useful metric for evaluating climate models. Satellite data are used to analyze the CRF anomalies to El Ni?o events simulated by the new and old versions of the Climate System Model of the Chinese Academy of Meteorological Sciences(CAMS-CSM), which has participated in the Atmospheric Model Intercomparison Project(AMIP). Here, simulations for super El Ni?o years, El Ni?o years, and normal years are compared with observations. The results show that the mean values of both longwave CRF(LWCRF) and shortwave CRF(SWCRF) in CAMS-CSM are weaker than the observations for each category of El Ni?o events. Compared with the old version of CAMS-CSM, the decrease in LWCRF during El Ni?o events is well simulated by the new version of CAMS-CSM. However, both new and old models cannot reproduce the anomalous SWCRF in El Ni?o events. The biases in the CRF response to El Ni?o events are attributed to the biases in the cloud vertical structure because of a weaker crash of the Walker circulation in CAMS-CSM. Due to the modification of the conversion rate from cloud droplets to raindrops in the cumulus convection scheme, the new version of CAMS-CSM has better CRF skills in normal years, but biases in El Ni?o events still exist in the new version. Improving the response of the Walker circulation to El Ni?o events is key to higher skills in simulating the cloud radiative responses.     

近20年中国地区云量变化趋势

利用国际卫星云气候学计划（ISCCP）最新的D2云气候资料集,给出总云量、高云量及中云量在我国地区的分布特征;分别对季节平均和年平均的时间序列进行线性趋势分析,并进行效果检验。结果表明：近20年来中国大部分地区总云量没有显著的变化趋势,但是,在华南地区和西北部分地区的总云量有增加的趋势,青藏高原中部的总云量有所减少;在不同季节,各地总云量、高云量和中云量的变化趋势是不同的。