第四小组云量多年变化及其对地表太阳辐射影响.pdf

一、研究意义和进展 研究意义： 1、地球温度——取决于入射的 辐射和大气射出的长波辐射的平衡； 2、全球云平均覆盖率约为50%，云参与地球气候复杂的反馈过程； 3、云的 “反照率效应”和 “温室效应”——影响地气系统辐射平衡； 4、气候模式研究中不确定性的主要来源； 一、研究意义和进展 研究进展： 1、1983—1987年，全球总云量增加了2%，1987—2001年，减少约4% ； 2、北极地区的 云量数据的准确获取仍然存在 ： 地面雪盖和冰的反照率高, 地面温度和云温差别又不大, 不容易将地表与云区别开来 ； 3、不同资料云量分析结果有 ： 地面——低云， ——中云，资料年限不同； 4、数模预测：CCSM3模式预测北极云量在本世纪会出现增长的趋势 ； 5、北极云量存在季节循环 ，夏季云量达顶峰，冬季和早春云量降为最低； 6、中低云对地表 辐射分布有很大影响， 影响较小 ； 7、云对辐射的影响与云的类型、空间分布及季节有关 ； 二、数据和方法 数据： 1、NCEP-DOE Re ysis 2数据集——全球总云量和向下地表 短波辐射； 2、分辨率：2.5°×2.5°； 3、时间范围：1979-2014年，本文选用2003-2014年； 4、总云量：0-100，单位为% ，表示云占天空的百分比 ； 5、春季——2、3、4月平均，夏 季——5、6、7月平均，秋 季——8、9、10月平均， 冬季——11、12、1月平均； 方法： 1、线性趋势分析 ； 2、经验正交函数分解 ； 3、相关分析 ； 1、全球总云量多年平均分布： （1）海洋上空总云量多于陆地； （2）由赤道向两极，有3个明显的峰值带； （3）同纬度南半球总云量大于北半球； 左图为2003-2014年全球年均总云量分布，右图为总云量的纬向年平均分布 2、北极总云量年均分布和变化趋势： （1）2003-2014年，北极总云量年均值为45.9% （全球为53.0%，北半球为50.9%）； 2 东半球高于西半球，海陆差异并不显著 ； 3 四个高值区，云量达到60%； 4 下降绝对值平均为0.29%/a ，最大为1.3%/a； 左图为2003-2014年12年北极平均总云量分布 （单位：%），右图为2003-2014年总云量年均变化趋势 （单位 %/a，实线为正，虚线为负，深色阴影置信水平为0.05，浅色阴影置信水平为0.1 ） 2、北极总云量年均分布和变化趋势： （1）2003-2014年的变化趋势是总云量总体减少，平均为-0.25%/a ； 2 多数月份是上下波动变化的，波动周期为1-2年 ； 3 主要贡献月份是1月，其次是8月 ； 左图为2003-2014年年均云量变化图，（实线为北极，虚线为全球，细实线为线性拟合结果），右图为每个月 份年变化线性拟合的趋势项数值 （单位：%/a） 3、北极总云量年内月变化： （1）北极总云量具有很强的月变化周期； （2）多年平均下，出现一个峰值，即9或10月； 具体到每年，有超过半数的年份会出现两个峰值，上半年峰值在2、3或4月，下半 年在9或10月 ； 左图为2003-2014年北极圈内逐月总云量图，右图为2003-2014年多年 总云量图 （实线为北极 总云量，虚线为北半球总云量） 3、北极总云量年内月变化： （3）12个月中，总云量总是东半球多于西半球 ； （4）格陵兰岛及其附近海域的云量 一直显著低于其它区域，并且其分布范围与格陵兰 岛的形貌高度一致； 2003-2014年多年 总云量分布图 （左图为6月，右图为10月） 4、北极总云量时空分布特征： （1）模态1的空间分布体现了北极总云量的年均变化的空间分布； （2）时间系数在2003-2014 呈上升趋势； 2003-2014年北极年均云量距平的EOF分解 （第一模态，贡献