近20年青藏高原不同种类云变化趋势分析
详细信息 查看官网全文
摘要
作为影响气候变化的重要因子,云在天气和气候及全球变化中起着十分重要的作用[1]。它通过辐射强迫、潜热强迫和对流强迫三个性质不同而又密切相关的机制影响到地球大气运动状态和地球气候[2]。云宏观特征(如云量、云高和云水含量等)的变化,都可能对全球气候产生重大影响,反之,全球气候的变化,也会引起云特征的调整[3],精确和详细地了解云的分布及其变化无论对气候模式和气候监测都很有必要。青藏高原由于地形复杂,云形成物理机制受地形影响比较明显,29种云型都有,这里的热力、动力过程也比较复杂,是气候异常研究的重要区域[4]。青藏高原对我国及亚洲天气气候均有重要影响[5],深入分析高原上云的气候学特征及其变化趋势,对研究我国乃至全球气候都具有十分重要意义。过去关于青藏高原云气候特征及其变化有一些讨论[6-12],初期多是基于60年代地面观测的云资料区域研究,随着航天技术的发展,逐渐有了卫星资料(TIROS,NOAA,ISCCP,et al.)的研究,但这些讨论大多仅仅是针对单个物理量云量的分析,本文利用著名的国际卫星云气候学计划(ISCCP)1983.07-2009.12的云气候资料[13-15],综合分析了青藏高原地区云量、云光学厚度、云水路径的变化趋势,并分析了其变化的可能原因。结果表明:高原总云量分布呈自东南向西北减少的态势,且年总云量变化在高原大部分区域都存在显著下降趋势(图1a),这主要是由于高云的减少引起的(图1c),而高原上的中云在高原的西北部、东南部都有不同程度的增加(图1b)。进一步探究云特性的变化趋势,结果显示,高原上云的光学厚度、云水路径和云顶温度都有明显增加(图2),说明虽然高原上总云量有明显下降,但高原上的云有从高云向中、低云转化的趋势,这有可能提高高原上降水增加的机率。为了进一步验证我们的推论,对高原上不同种类云的变化趋势进行了分类讨论(表1),分析表明,高原上易形成降水的云类:例如,高层云、雨层云、深对流云等,都有显著增加的趋势。初步分析高原云变化趋势转化的原因,其可能影响因子有区域气候变暖(图3 a)、大气环流的变化(图3 b)、云带的南北移动(图3 c),云凝结核气溶胶变化等(图3d)有关。综上所述,这一研究发现对于青藏高原未来气候、生态环境的预测、云水资源的利用都有重要的参考价值。
引文
[1]Houghton J T,Ding Y,Griggs D J,et al.IPCC,Climate Change 2001:The Scientific Basis[C].Cambridge:Cambridge Univ Press,United Kingdom and New York,NY,USA,2001:148-149
[2]汪宏七,赵高祥.云和辐射(I):云气候学和云的辐射作用[J].大气科学,1994,18(增刊):910-932
[3]徐寅.基于ISCCP资料的云宏观特征分析[D].南京信息工程大学,2011,1-2
[4]刘瑞霞,刘玉洁,杜秉玉.利用ISCCP资料分析青藏高原云气候特征[J].南京气象学院学报,2002,2(25):226-234
[5]魏丽,钟强.青藏高原云的气候学特征,高原气象[J].1997,16(1):10-15
[6]吴鹤轩.青藏高原的低云[M].北京:气象出版社,1985
[7]戴加洗.青藏高原气候[M].北京:气象出版社,1990
[8]高蓉,陈少勇,董安祥.青藏高原低云量的年际变化及其稳定性[J].干旱区研究,2007,24(6):760-765
[9]陈少勇,董安祥.青藏高原总云量的气候变化及其稳定性[J].干旱区研究,2006,23(2):327-333
[10]张雪芹,彭莉莉,郑度等.1971-2004年青藏高原总云量时空变化及其影响因子[J].地理学报,2007,162(9):959-969
[11]刘瑞霞,刘玉洁,杜秉玉.利用ISCCP资料分析青藏高原云气候特征[J].南京气象学院学报,2002,25(2):226-234
[12]唐小萍,张核真,路红亚等.西藏地区1971—2008年台站观测总云量的变化特征[J].气候变化研究进展,2009,5(6):343-347
[13]Rossow W B,Garder L C.Validation of ISCCP cloud detections[J].J Climate,1993,6:2370-2393
[14]Rossow W B,Walker A W,Garder L C.Comparison of ISCCP and other cloud amounts[J].J Climate,1993,6:2394-2418
[15]Hahn C J,Rossow W B,Warren S G.ISCCP cloud properties associated with standard cloud types identified in individual surface observations[J].J Climate,2001,14:11-27
[2]汪宏七,赵高祥.云和辐射(I):云气候学和云的辐射作用[J].大气科学,1994,18(增刊):910-932
[3]徐寅.基于ISCCP资料的云宏观特征分析[D].南京信息工程大学,2011,1-2
[4]刘瑞霞,刘玉洁,杜秉玉.利用ISCCP资料分析青藏高原云气候特征[J].南京气象学院学报,2002,2(25):226-234
[5]魏丽,钟强.青藏高原云的气候学特征,高原气象[J].1997,16(1):10-15
[6]吴鹤轩.青藏高原的低云[M].北京:气象出版社,1985
[7]戴加洗.青藏高原气候[M].北京:气象出版社,1990
[8]高蓉,陈少勇,董安祥.青藏高原低云量的年际变化及其稳定性[J].干旱区研究,2007,24(6):760-765
[9]陈少勇,董安祥.青藏高原总云量的气候变化及其稳定性[J].干旱区研究,2006,23(2):327-333
[10]张雪芹,彭莉莉,郑度等.1971-2004年青藏高原总云量时空变化及其影响因子[J].地理学报,2007,162(9):959-969
[11]刘瑞霞,刘玉洁,杜秉玉.利用ISCCP资料分析青藏高原云气候特征[J].南京气象学院学报,2002,25(2):226-234
[12]唐小萍,张核真,路红亚等.西藏地区1971—2008年台站观测总云量的变化特征[J].气候变化研究进展,2009,5(6):343-347
[13]Rossow W B,Garder L C.Validation of ISCCP cloud detections[J].J Climate,1993,6:2370-2393
[14]Rossow W B,Walker A W,Garder L C.Comparison of ISCCP and other cloud amounts[J].J Climate,1993,6:2394-2418
[15]Hahn C J,Rossow W B,Warren S G.ISCCP cloud properties associated with standard cloud types identified in individual surface observations[J].J Climate,2001,14:11-27