基于毫米波云雷达的黄河流域内蒙古段云宏观特征分析

doi:10.11755/j.issn.1006-7639(2023)-03-0434

摘要/Abstract

摘要：

云是地-气系统的重要组成部分，云宏观特征不仅与地-气系统的辐射收支及区域气候变化密切相关，还直接影响云降水过程模式预报的准确性，鉴于此本文基于2020年8月至2021年7月呼和浩特地区毫米波云雷达观测数据，对黄河流域内蒙古段云出现频率及垂直结构进行统计分析。结果表明：该地区多以晴空为主，全年晴空廓线超过了云雷达总采样廓线的70.00%，相比而言，云出现频率较小，6月最高值也仅为43.84%。云类型以中高云为主，云底高度多出现在3.00~4.00 km之间，云层较薄，厚度介于0.50~1.00 km的云出现频率最高。云宏观属性存在明显的季节变化和日变化特征，春季和夏季云的出现频率较高，分别为39.71%和35.77%，冬季云的出现频率最小，春、夏、秋季午后云出现频率明显高于上午时段。

关键词: 云出现频率, 云底高度, 云顶高度, 云雷达, 黄河流域内蒙古段

Abstract:

Cloud is an important part of the earth-atmosphere system, and its macrophysical characteristics are not only closely related to radiation energy budget and regional climate change, but also affect directly the accuracy of cloud precipitation process prediction. In this paper, the occurrence frequency and vertical structure of clouds in the Inner Mongolia section of the Yellow River Basin are analyzed by using the observation data of the milliwave cloud radar in Hohhot from August 2020 to July 2021. The results show that Hohhot is mostly dominated by clear skies, whose profiles exceed 70.00% of total sampling profiles of cloud radar. In comparison, the occurrence frequency of cloud is relatively small, and the highest value in June is only 43.84%. The clouds are mainly medium cloud and high cloud, with base height mostly from 3.00 km to 4.00 km. The occurrence frequency is highest for clouds with a thickness from 0.50 km to 1.00 km, which are relatively thin. The macrophysical properties of clouds have obvious seasonal and diurnal variation. In spring and summer, the occurrence frequency of cloud is higher, with 39.71% and 35.77%, respectively, while that in winter is lowest. For the diurnal variation, the occurrence frequency of cloud in the afternoon is higher than that in the morning of spring, summer and autumn.

Key words: cloud occurrence frequency, cloud base height, cloud top height, cloud radar, the Inner Mongolia section of the Yellow River Basin

中图分类号:

P414.9+1

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图/表 9

图1 2020年8月至2021年7月呼和浩特云、降水及晴空出现频率的月际变化

Fig.1 Monthly variation of occurrence frequency of cloud， precipitation and clear sky in Hohhot from August 2020 to July 2021

图2 2020年8月至2021年7月呼和浩特不同层数（a）、不同类型（b）云出现频率的月际变化

Fig.2 Monthly variation of occurrence frequency of clouds with different layers （a） and types （b） in Hohhot from August 2020 to July 2021

表1 2020年8月至2021年7月呼和浩特四季云、降水及晴空出现频率单位：％

Tab.1 The occurrence frequency of cloud, precipitation and clear sky in Hohhot in four seasons from August 2020 to July 2021

季节	降水	晴空	云
春季	2.87	60.29	39.71
夏季	4.97	64.23	35.77
秋季	6.30	70.36	29.64
冬季	1.83	77.34	22.66

表2 2020年8月至2021年7月呼和浩特四季不同层数、不同类型云出现频率单位：％

Tab.2 The occurrence frequency of clouds with different layers and types in Hohhot in four seasons from August 2020 to July 2021

季节	单层云	双层云	三层云	低云	中云	高云
春季	83.91	14.08	2.01	7.61	65.33	27.06
夏季	80.52	16.26	3.23	13.12	47.67	39.22
秋季	82.96	14.60	2.44	8.24	60.51	31.25
冬季	84.94	13.04	2.02	12.87	67.94	19.19

图3 呼和浩特春季（a）、夏季（b）、秋季（c）、冬季（d）云、降水及晴空出现频率的日变化

Fig.3 The diurnal variation of occurrence frequency of cloud， precipitation and clear sky in Hohhot in spring （a）， summer （b）， autumn （c） and winter （d） from August 2020 to July 2021

图4 2020年8月至2021年7月呼和浩特不同区间云底高度（a）、云顶高度（b）及云层厚度（c）的云出现频率

Fig.4 The occurrence frequency of cloud base height （a）， cloud top height （b） and cloud thickness （c） in different ranges in Hohhot from August 2020 to July 2021

图5 2020年8月至2021年7月呼和浩特单层云（a）、双层云（b）及三层云（c）的云底和云顶高度的月际变化

Fig.5 Monthly variation of cloud base and top height of single layer cloud （a）， double-layer cloud （b） and three-layer cloud （c） in Hohhot from August 2020 to July 2021

图6 呼和浩特春季（a）、夏季（b）、秋季（c）、冬季（d）云底、云顶高度及云层厚度的日变化

Fig.6 The diurnal variation of cloud base and top height and cloud thickness in spring （a）， summer （b）， autumn （c） and winter （d） in Hohhot from August 2020 to July 2021

表3 呼和浩特与其他地区的云特性对比单位：％

Tab.3 Comparison of cloud characteristics between Hohhot and other areas

观测地点	观测时间	出现频率
观测地点	观测时间	总云	低云	中云	高云
内蒙古呼和浩特新城区	2020年8月至2021年7月	12.80~43.80	3.60~18.90	45.90~78.50	3.20~42.00
宁夏六盘山气象站（田磊等，2021）	2017年9月至2018年8月	26.00~61.00	29.00~53.00	14.00~58.00	6.00~22.00
安徽省寿县（邱玉珺等，2012）	2008年10—12月	54.00	14.40	37.80	38.90
西藏墨脱（王改利等，2021）	2019年1—12月	67.00	66.70	29.90	3.40

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