黄土高原地区云垂直结构的激光雷达遥感研究

干旱气象

黄土高原地区云垂直结构的激光雷达遥感研究

周　天，黄忠伟，黄建平，李积明，闭建荣，张　武

兰州大学大气科学学院，半干旱气候变化教育部重点实验室，甘肃　兰州　７３００００

收稿日期:2012-09-11 出版日期:2013-07-10 发布日期:2013-01-05
作者简介:周天（１９８６－），男，甘肃兰州人，博士研究生，研究方向为激光雷达大气遥感．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｏｕｔｉａｎ０６２６＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ

Study of Vertical Distribution of Cloud over Loess Plateau Based on a Ground － based Lidar System

ZHOU Tian，HUANG Zhongwei，HUANG Jianping，LI Jiming，BI Jianrong，ZHANG Wu

Key Laboratory for Semi － Arid Climate Change of the Ministry of Education，College of Atmospheric Sciences，Lanzhou University，Lanzhou 730000，China

Received:2012-09-11 Online:2013-07-10 Published:2013-01-05
Supported by:
国家自然科学基金（４１２０５０１４）、国家重大科学研究计划（２０１２ＣＢ９５５３０１）、兰州大学中央高校基本科研业务费专项资金（ｌｚｕｊｂｋｙ
－２０１３－１０６）共同资助

摘要/Abstract

摘要：

获知云垂直分布的信息对全球气候变化和人工增雨作业具有重要研究意义。利用兰州大学半干旱气候与环境观测站（ＳＡＣＯＬ）地基双波段偏振激光雷达于２００９年１２月至２０１１年１１月的观测资料统计了云底／云顶高度、云几何厚度和单层云、多层云在不同季节的垂直分布情况，并对所有高度范围云和６ｋｍ以上云的色比和退偏比分布进行分析。结果表明，ＳＡＣＯＬ站地区春夏秋季节分布在０～２ｋｍ的低云所占比例超过３４．９％，不透明云出现的频率高达３３．５％以上；而冬季主要以４～６ｋｍ的云分布居多（３５．１％）且不透明云较少（７．８％）；所有高度云的色比呈单峰分布且峰值集中在１．８～２．６范围内；所有高度云的退偏比呈双峰结构，结合６ｋｍ以上云退偏比的单峰结构可将０．２～０．２５区间的退偏比值作为区分水相云和冰相云的判断依据。此外，边界层的发展对云垂直结构的影响使边界层云的云底高度随边界层高度的升高而升高。

关键词: 云的垂直结构, 色比, 偏振, 激光雷达

Abstract:

Knowledge of vertical structure of cloud is very important for studying globe climate change and rainfall enhancement． Seasonal variation of vertical distribution of cloud geometrical properties，such as cloud base and cloud top height，cloud geometrical thickness，single － layer and multi － layer，color ratio and depolarization ratio of cloud were analyzed based on continuous lidar measurements from December 2009 to November 2011 at the Semi － Arid Climate and Environment Observatory of Lanzhou University ( SACOL) ． The results show that the cloud appears more than 34． 9% below 2 km in spring，summer and autumn，and the frequency of the opaque cloud is up to above 33． 5%，but there is more cloud ( 35． 1%) above 4 － 6 km in winter with a small amount of opaque cloud ( 7． 8%) ． Unimodal distribution was found for color ratio and the peak value concentrated at the range of 1． 8 － 2． 6 for all cloud．But the depolarization ratio showed a bimodal distribution，furthermore，the depolarization ratio between 0． 2 and 0． 25 can be used to distinguish ice cloud from water cloud for ground － based lidar in similar field of view． The height of convective boundary layer has an impact on the vertical structure of cloud，the base height of boundary cloud increases with the height of boundary layer．

Key words: dual － wavelength polarization lidar, cloud vertical structure, color ratio, depolarization

中图分类号:

Ｐ４０７．５

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