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学科:极地大气科学
北极液体云时空分布特征及其相态转变机制和与海冰关系的研究
孙宇昆, 常亮
2026, 38 (3):
413-429.
DOI: 10.13679/j.jdyj.20240103
摘要
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北极是对气候变化最敏感的地区之一, 由于云相态能影响辐射平衡、天气过程并与气溶胶交互, 同时也是当前气候模型所欠缺的重要参数之一, 因此研究云相态能为评估北极气候变化提供新的视角。本文利用2006—2020年CALIPSO-GOCCP云相数据集, 结合CALIPSO气溶胶产品、ERA5气象再分析数据及NSIDC海冰数据, 系统分析了北极云相态的三维结构特征及其与气溶胶分布、气象要素和海冰密集度(sea ice concentration, SIC)之间的关系。研究表明, 北极云量和含液体云分数(liquid-containing cloud fraction, FLCF)在海洋区域显著高于陆地, 该空间差异主要由下垫面地形、热力条件以及气溶胶输送导致。另外, FLCF在夏季最为突出, 秋季次之, 冬春季较低, 此规律主要是由于温度、气溶胶浓度和大气动力学过程存在季节性差异。FLCF的垂直分布随高度和纬度增加迅速下降。在陆地区域, FLCF与地表温度强正相关, 相关系数均为0.8左右; 与冰核气溶胶出现频率(frequency of occurrences, FFoOs)、大气静力稳定度(lower tropospheric static stability, LTSS)和100 hPa风速U分量负相关, 相关系数均为–0.5左右。在海洋区域, FLCF也与地表温度正相关, 与100 hPa风速U负相关。但海洋区域的FLCF与冰核气溶胶FFoOs正相关, 相关系数均为0.6左右。在太平洋北冰洋, FLCF与LTSS仍为负相关, 相关系数为–0.61; 但在大西洋北冰洋, FLCF与LTSS正相关, 相关系数为0.7。FLCF与SIC主要表现为弱负相关, 夏季最强, 相关系数约为–0.3。但在海冰边缘少部分区域, FLCF与SIC表现为正相关, 相关系数约为0.3。
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