星载测云雷达资料的初步分析

论文摘要

云与辐射的相互作用对于全球的天气和气候变化过程有着重要的影响,不同高度的云有着不同的辐射强迫,获得云体高度及其在时空上的变化对于研究全球气候变化有着重要意义。云卫星（CloudSat）是世界上首颗专门用于研究云的卫星,首次从太空中对全球云层的垂直结构和云层的微物理特性进行观测,研究全球云层随季节和地理位置的变化,评估云层参数化在全球模式中的作用,从而有助于改进天气预报,解决气候及云与气候反馈作用中存在的问题。云卫星的主要载荷是天底观测的94GHz云廓线雷达（CPR）,其横轨分辨率为1.4km,沿轨分辨率为2.5 km,垂直分辨率为500 m。本文利用云卫星上的云廓线雷达（CloudSat/CPR）2006年6月至2007年12月期间的资料,对比分析了青藏高原、高原南坡和南亚季风区域不同云类的云顶、云底高度和云体厚度统计量。结果表明,研究区域在单位面积上的云顶和云底高度变化具有一定的时空连续性,研究区域内不同云类的云顶和云底高度存在不同的变化区间,且随着季节的改变均有着明显的变化;同时各区域不同云类的云体厚度在夏季较大,冬季较小;各区域不同云类所占的比例（云量）随季节变化也具有一定的规律性;同类云体的云高和云厚特征量在不同的研究区域上是存在明显变化的。文中利用CloudSat资料获取云顶高度值、结合A-Train中Aqua卫星的MODIS云产品资料,对云顶高度与云顶亮温值之间的相关性进行了分析研究。通过大量的云层个例分析,结果表明,云顶高度值与云顶亮温值之间呈现负的相关系数,即亮温值随云顶高度的降低而增大;当云体分布较为密集连续,云体厚度较大时,亮温值与云顶高度之间具有较好的相关性。经过对比分析,设定了较为合理有效的判定阈值,从而获得了一个相对较好的云顶高度与云顶亮温间的相关系数,并拟合得到了线性经验公式。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 测云雷达的研究状况
• 1.3 本文的研究目的和研究内容
• 第二章 利用CloudSat- 2B GEOPROF资料对云顶和云底高度的统计分析
• 2.1 引言
• 2.2 资料和方法
• 2.3 结果分析
• 2.3.1 青藏高原云顶和云底高度的季节变化
• 2.3.2 青藏高原南坡的云顶和云底高度的季节变化
• 2.3.3 南亚季风区的云顶和云底高度的季节变化
• 2.3.4 对三个区域整体云顶和云底高度统计的对比分析
• 2.4 小结
• 第三章 利用CloudSat 2B-CLDCLASS资料对不同云类的统计分析研究
• 3.1 引言
• 3.2 对三个区域不同云类云顶和云底高度的统计结果分析
• 3.3 对三个区域不同云类厚度的统计分析
• 3.4 对三个区域不同云类所占比例的统计分析
• 3.5 小结
• 第四章 云顶高度与云顶亮温值相关性的研究
• 4.1 引言
• 4.2 资料和方法
• 4.3 个例分析
• 4.4 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 利用CloudSat资料对青藏高原、高原南坡及南亚季风区云顶和云底高度的统计分析
• 5.2 利用CloudSat资料对青藏高原、高原南坡及南亚季风区不同云类云高特征量的统计分析
• 5.3 利用CloudSat（CPR）资料和Aqua（MODIS）资料对云顶高度与云顶亮温值相关性的分析
• 5.4 未来工作展望
• 参考文献
• 致谢