基于CloudSat-CALIPSO数据的黄土高原地区云特征分析

云是地气系统的重要组成部分,为深入分析黄土高原地区云特征,利用2007-2016年搭载首部云探测雷达云卫星(CloudSat)与云-气溶胶激光雷达和红外探测者观测卫星(The Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation,CALIPSO)资料,选取黄土高原半湿润、半干旱、干旱和寒旱四个区域,对云的宏、微观物理特征进行了分析.结果表明:(1)黄土高原各区域云出现频率年均值达到了55%以上,其中,春、夏季云出现频率最高,秋冬两季相对较低;半湿润区云出现频率高于其他区域,但其他三个区域云出现频率最高的月份均早于半湿润区.(2)各区域中单层云出现频率最高,占到总云量的60%以上,多层云中主要是双层云,约占总云量的25%.云层高度在不同区域表现为春、夏季节大于秋、冬季节,半湿润区的云层高度在四季均大于其他区域.各区域云几何厚度季节变化不显著,均在1～4 km之间,主要以薄云为主,且78.13%的云几何厚度不超过2 km.(3)各区域的云液态水含量年均值均达到了220.5 mg·m-3,约为冰水含量年均值的6.5倍,主要分布在8.5 km以下的高度层.随着高度的减小,液态水含量逐渐增多,其中半湿润区云液态水含量大于其他区域.各区域全年冰水含量占比较小,主要分布在16.5 km以下的高度层.(4)液滴有效半径在各区域的值主要集中在12～16 μm,在半干旱区的春季出现了最大值,约为24 μm;冰粒子有效半径最大值出现在半湿润区的夏季.液滴数浓度在各区域的值集中在60～80 cm-3,均小于冰粒子数浓度平均值,其峰值出现在各区域的夏季,冰粒子数浓度的峰值出现在半湿润和半干旱区的春季.该研究结果有助于深入认识黄土高原云的特征,为区域气候模式对黄土高原地区云特征的模拟提供一定的参考依据.