基于美国AMF寿县观测的云特性研究

邱玉珺，杨会文，倪婷，方凯，汪才军

(1.南京信息工程大学大气物理学院，江苏南京210044;2.安徽省寿县气象局，安徽寿县232200)

基于美国AMF寿县观测的云特性研究

邱玉珺1，杨会文2，倪婷2，方凯2，汪才军2

(1.南京信息工程大学大气物理学院，江苏南京210044;2.安徽省寿县气象局，安徽寿县232200)

美国能源部大气辐射观测计划移动观测ARM AMF(atmospheric radiation measurement mobile facility)2008年首次在我国寿县开展综合观测，为研究云特性提供了很好的资料平台。本文在此次云雷达等观测资料基础上，研究了寿县秋末冬初云高、云厚、云量及其辐射特性，结果发现，寿县有76.3%的观测日有云出现，54.0%的观测时间有云覆盖，中云(以下简称M云)和高云(以下简称H云)出现频率占全部云系的76.7%，天气系统对寿县云系形成有较大影响;云底高度大于3 km的降水性云(以下简称P云)出现频率占全部P云的67.7%，是云底高度小于3 km P云的5.3倍，发生在下午的降水占全部P云的47.8%，气溶胶可能对P云的这种分布有较大影响;云和气溶胶减少地面短波辐射的日均值达－99.1 W/m2，其中气溶胶减少约占25.1%。不同高度和厚度云对地面辐射通量的影响有较大差异，P云产生最大的冷却效应(－201.9 W/m2)，厚度小于2 km的H云对地面辐射通量的减少量最少(－32.9 W/m2)。另外，用地面单点云辐射观测与中分辨率成像光谱仪MODIS(moderate resolution imaging spectroradiometer)资料估计结果对比发现，两种资料有较大差异，差异可达－1.9～－36.9 W/m2。

云雷达;云高;云厚;短波辐射;辐射强迫

0 引言

云是影响气候变化的一个非常重要但又最不确定的因子(IPCC，2001，2007)，云的辐射特征很大程度上控制着地球气候并可能影响气候变化(雷恒池等，2008)，使气候预测产生很多不确定性(Wielicki et al.，1995)。揭示云宏微观结构演变过程及其辐射特性一直是大气物理研究的热点之一，但因缺乏直接观测资料，云特性研究至今尚未得到很好的解决(Rotstayn and Penner，2001;Lohmann and Feichter，2005;石广玉等，2008)。目前大力发展的各种大气探测技术和仪器(如极化激光雷达和毫米波云雷达)，以及开展的各种观测项目，如美国能源部实施的国际大气辐射测量计划移动观测站ARM AMF(atmospheric radiation measurement mobile facility)于2008年在亚洲地区中国的首次观测，为研究气溶胶与云提供了有利的观测和资料平台。

雷达观测为研究云的宏微观结构特征提供了很好的技术手段，毫米波云雷达可穿透云而连续监测云的垂直剖面，提供高时空分辨率的云宏微观参数(Moran et al.，1998)，ARM强调用自动毫米波云雷达对云特性进行观测。国内从1979年开始就利用毫米波雷达探测云(魏重等，1985)，但因缺少多普勒和极化功能，探测云的宏微观特征相当有限。目前国内已首次研发了多普勒和极化功能的毫米波雷达，但将之用于云的探测工作才刚刚起步(仲凌志等，2009)，利用极化毫米波云雷达研究云的工作急需开展起来。

美国ARM移动观测站AMF于2008年在寿县开展的观测中使用了毫米波云雷达，为研究我国淮河流域云特性提供了很好的资料平台。本文在此资料基础上，结合地面辐射观测，初步分析了寿县秋末冬初云高、云厚及其辐射等特性，为进一步清楚认识云对气候的影响提供观测依据。

1 资料和方法

美国ARM移动观测站AMF于2008年5—12月在安徽省寿县进行了综合观测，观测点位于淮河流域，属东亚季风区，秋冬季空气相对湿度大，风速小，云量大，观测期间共出现了81个云系(Qiu et al.，2010)。

此次观测项目齐全，除了有地面各种气象要素、地面大气气溶胶散射系数、凝结核数浓度观测外，还有激光雷达和95 GHz云雷达WACR(W-band ARM Cloud Radar)观测，该雷达资料质量较好(Qiu et al.，2010)。WACR波长3.2 mm，有较宽的多普勒带宽，测速精度较高，空间分辨率为30 m，垂直点模式，提供连续的云回波因子垂直廓线，资料时间从2008年10月15日—12月15日，除2008年10月16日、10月17日两天缺测、12月15日观测不完整外，共有59个有效观测日资料。ARM AMF对寿县观测资料的详细说明请参阅文献(Li，2008)。

本文利用云雷达反照率因子判断云底、云高位置，反照率因子大于背景廓线5 dBZ的确定为有云区，文中只考察雷达观测连续时间大于半小时的云。降水性云(P云)的云底高度联合云幕仪(ceilometer)和激光雷达判断，激光雷达显示高回波信号层，云幕仪判断有云层出现的高度确定为降水性云的云底高度。

根据云底高度，把云底高度小于3 km、3～6 km和大于6 km的云分别定义为低(L)、中(M)、高(H)云(Dong et al.，2010)。另外，因降水性云(P)与非降水性云分布特征差别较大，因此单独把P作为一类云与L、M、H进行比较。因同一云系的云底和云高随时间发生变化，在统计各云系云底、云高和云厚时用整个云系的平均值。

各种辐射资料由全天空辐射计系统(sky radiometers)观测得到，云辐射强迫指有云和干净背景天气下相应的辐射通量差，详细说明见文献(Dong et al.，2006)。干净背景日选择标准如下:1)云雷达无云显示;2)500 μm通道气溶胶光学厚度小于0.3;3)短波辐射日均值大于350 W/m2;4)散射辐射比(散射辐射/总辐射)小于20%。综合以上4个标准，最终选取2008年11月28日为背景日。

地面净辐射通量NRF(net radiation flux)值用(1)式计算。一般地，云对地面辐射通量的影响值被称作云辐射强迫CRF(cloud radiative forcing)，用(2)式计算。气溶胶辐射强迫ARF(aerosol radiative forcing)用(3)式计算。

其中:SWDN、SWUP、LWDN、LWUP依次表示向下短波通量、向上短波通量、向下长波通量和向上长波通量;CSWDN、CSWUP、CLWDN、CLWUP分别表示背景日向下短波通量、向上短波通量、向下长波通量和向上长波通量。

2 结果与讨论

2.1 云高、云厚、云覆盖时间

云的外形特征与云的生成过程有关，不同稳定度的上升气流运动产生不同高度、厚度和不同类型的云，因此，云外形特征研究有助于揭示云的物理本质(Hartmann et al.，1992;Chen et al.，2000)。图1是寿县观测期间出现的90个云系，其中81个是单层云系，9个多层云系。多层各云系云底和云高也与单层云系平行逐一绘制。全部云系中，L云只占14.4%，M和H云分别占37.8%、38.9%，P云也只占8.9%。从发生频率看，寿县L云远少于M和H云。Bing et al.(2010)用2003—2005年Aqua卫星资料研究发现，区域动力和热力差异是引起云频率和云量变化的主要原因;另外，较高的气溶胶浓度也会影响边界层动力热力结构(Li et al.，2007;邓涛等，2010)，在水汽含量一定的情况下，近地面边界层气溶胶浓度高于高空，有可能影响L云的形成，Koren et al.(2004)通过分析卫星观测资料发现，生物质燃烧地区，其边界层云的覆盖量明显减少。与L云相比，M与H云系发生频率较高，且覆盖时间占全部云系的64.6%，M与H云是影响寿县的主要云系，这两类云系一般受天气系统影响较大。

按照云高和云厚，90个云系可细分:厚度小于2 km的L、M、H云，厚度介于2～4 km的L、M、H云，以及厚度大于4 km的LM、MH、H云和P云10类云系。各云系的发生频率见图2。可见，发生频率明显高的4类云系，它们依次为厚度小于2 km的H云、2～4 km的M云、小于2 km的M云和2～4 km的H云，分别占全部云系的18.9%、18.9%、15.6%、15.6%，共69%。图3是10类云的覆盖时间，可见，除了P云覆盖时间较长外，2～4 km的H、M云覆盖时间也明显长于其他云系，占全部云系覆盖时间的35.6%。其中2～4 km的H云占20.6%，其最长连续时间可高达56 h，进一步说明天气系统是影响寿县云覆盖的重要因素。

图1 寿县2008年10月15日——12月15日云系云底、云高和连续时间Fig.1 The base and top heights and duration time of the cloud in Shouxian from October 15 to December 15，2008

从图2和图3可以看到，尽管P云的发生频率只有8.9%，但其总覆盖时间约占全部云系的21.9%，远高于其他云系。另外，考察全部有云的观测日资料发现，30%的有云日产生了降水，且发生在上午、下午、晚上的频率分别占有云日的21.8%、47.8%和30.4%，下午高于上午和晚上，主要因为午后大气层结不稳定，容易产生强对流，可把近地面的气溶胶和水汽输送到高空。另外，云底高度大于3 km的P云总持续时间占67.7%，是云底高度小于3 km的5.3倍，后者降水持续时间短。寿县位于我国东部地区，该地区经济较发达，大气中的气溶胶含量较大(Qian，et al.，2006;Li et al.，2007)，气溶胶光学厚度年平均达到0.65(Li，2008)，过多的气溶胶可增加云凝结核，但会减小云滴尺度和谱宽，从而影响云产生降水(Rosenfeld et al.，2001)，Chen et al.(2011)通过云模式研究发现，近地面边界层气溶胶对云和降水的影响比对流层中层云和降水的影响更显著，增加近地面边界层气溶胶浓度会抑制降水，而增加对流层中层气溶胶浓度则能增加降水。

图2 寿县10类云出现频次Fig.2 The occurrence frequency of ten types of clouds in Shouxain

图3 寿县10类云覆盖时间Fig.3 The duration time of ten types of clouds in Shouxain

2.2 云辐射强迫

云深刻地影响地气系统辐射收支和能量平衡，不同高度和厚度的云对太阳辐射的反射、透射、吸收和自身发射红外辐射的作用也不同(Liou，2004)。观测期间最薄的云只有300 m多，最厚的可达到9.3 km，云厚大于2 km的云系发生频率占全部云系的62.2%，覆盖时间占83.5%，观测期间以厚云为主。另外，所有观测日资料中，有云日频率高达76.3%，云覆盖时间占全部观测时间的56.3%，可见云对寿县辐射的影响不容忽视。

云的辐射强迫(CRF)主要由云对短波辐射SW(shortwave radiation)的影响产生，全部观测日短波辐射强迫(SW_CRF)日均值为－227.7 W/m2(图4)，量值仅是背景日(clear-clean day)净SW的69.7%，也就是说云和气溶胶可减少寿县地面近30%的太阳辐射，对日SW的影响达到－99.1 W/m2，对日总辐射通量的影响达到－67.4 W/m2。北京香河站气溶胶与云辐射强迫年均值分别为－24.1、－41.0 W/m2(Bing et al.，2010)，寿县秋末冬初的强迫值略高于北京年均值。寿县无云日(clear day)散射辐射比(散射辐射/总短波辐射)日均值为39.7%，是背景日的1.9倍，说明气溶胶对短波辐射的影响也不容忽视。寿县有云日的散射辐射比均值达到73.1%，是背景日的3.4倍，云的散射辐射远强于气溶胶的影响;另外，有云日的SW日均值仅为191.7 W/m2，是背景日的53.2%。从量值上看，云是影响寿县地面短波辐射强迫的主要原因。

图4 寿县2008年10月15日—12月1日向下短波总辐射、直接辐射、散射辐射日均值Fig.4 The daily mean down-welling total shortwave flux，direct and diffuse flux in Shouxian from October 15 to December 1，2008

不同类型云含水(冰)量有较大差别，从而影响云对短波的反射、透射和吸收。计算表明，寿县有云日的SW日均值最大可达385.6 W/m2、最小为34.8 W/m2。图5是12月10日和10月29日的情况。12月10日白天M云较薄，其SW日均值为309.3 W/m2，散射辐射只占33.0%;而10月29日是深厚的P云，其SW日均值只有40.6 W/m2，且其99.3%是散射辐射，可见不同类型云对辐射的影响差异较大。

寿县2个月云雷达观测资料中，只有7类云有连续覆盖整个白天的观测，统计这7类云的短波辐射强迫、长波辐射强迫、净辐射强迫见表1。

根据表1，7类云CRF从大到小的顺序为:P;2～4 km H;＞4 km LM;＞4 km MH;＞4 km H;＜2 km L;＜2 km H。对厚度小于2 km的L云和H云，前者CRF比后者高出50.2 W/m2，也就是说云底高度越低，其CRF越高，这从厚度大于4km的LM、MH、H云对比也可看出，3种云系的净辐射强迫依次为－143.1、－134、－118.4 W/m2，H云比前两者分别小24.7、15.6 W/m2，且CRF的影响主要来自SW。

图5 寿县10月23日浅薄云(a，b)和10月29日降水云(c，d)的云雷达观测(a，c)和短波辐射观测(b，d)Fig.5 (a，c)The WACR and(b，d)shortwave radiation observation on(a，b)October 23 and on(c，d)October 29

表1 7类云覆盖下辐射强迫日均值Table 1 Daily mean cloud radiative forcing of 7 types of cloudsW·m－2

一般地，云液水含量(冰水含量)越高其对辐射的影响也越大(Dong et al.，2006)。从单点WACR观测，厚2～4 km、全天连续的H云只出现了1次(10月31日)，该日液水含量日均值为48.9 g/cm2，比厚度大于4 km的H云小4.3 g/cm2。另外，从MODIS SSF Ed-2B产品提取出Terra卫星过境时刻厚2～4 km的H云和大于4 km的H云冰水含量分别为71.2和82.9 g/cm2，不论是液水含量还是冰水含量，前者都小于后者，但前者对辐射的影响量值反而比后者大;从WACR资料显示，10月25日开始从H云发展到连续2日的P云继而发展到H云，共持续9 d，10月31日是发生降水后的第二日，该天和前一天的地面气溶胶散射系数日均值分别为626和759 Mm－1，这2 d的散射系数明显高于降水日438 Mm－1和11月1日的516 Mm－1，且与相对湿度有显著的线性相关性，说明10月31日2～4 km的H云辐射资料受云底空气湿度的影响较大。

P云的净辐射通量日均值仅为38.5 W/m2，是背景日的16%，CRF平均达到－201.9 W/m2，其中短波辐射强迫是长波辐射强迫量值的3.6倍，SW是影响地面辐射通量的主要原因，该类云对地面辐射影响最大。

厚度2～4 km的H云和大于4 km的LM云CRF量值相当，分别是P云的71.8%、71%。另外，厚度大于4 km的MH云CRF是P云的66.4%，厚度小于2 km的L云和H云CRF分别是P云的41.2%、16.3%。

此外还统计了19 d白天没有云影响的净辐射通量值，平均为215.5 W/m2，用此值减去背景日净辐射通量，得到气溶胶辐射强迫可达－24.9 W/m2，该值仅比Li et al.(2007)估算的北京香河站气溶胶辐射强迫年值高出0.5 W/m2，可能是因寿县空气湿度大于北京，水汽对辐射强迫也有一定影响所致(Dong et al.，2006)。全部有云日辐射强迫均值为－91.5 W/m2，气溶胶辐射强迫值是云辐射强迫值的27.2%，可见寿县辐射强迫中，云占主要地位，但气溶胶的影响也不容忽视。

2.3 MODIS过境时刻云辐射强迫

目前因国内毫米波云雷达观测刚刚开展起来(仲凌志等，2009)，所以在研究云辐射强迫时，多使用卫星资料，特别是CERES_MODIS产品(Huang et al.，2006;陈勇航等，2008;Su et al.，2008;贾璇等，2010)，为了与以往各种研究结果对比，同时还考虑到散射辐射受太阳高度角影响，对白天MODIS Terra和Aque过境时刻(Terra为早上10:30左右，Aque为下午13:30左右，北京时间)资料前后半小时的辐射通量求平均，得到背景日Terra过境时刻净辐射通量为279.6 W/m2，Aqua过境时刻为274.3 W/m2，Terra高于Aqua主要是因两过境时刻太阳天顶角不同影响所致，前者过境时天顶角比后者小2.6°。另外还可能受大气水汽含量影响，Aqua过境时刻的大气对流较Terra时强，前者观测时可能有更多的水汽从地面输送到高空。Terra过境时刻的SW为413.2 W/m2，仅比Aqua高出1.2 W/m2，两个过境时刻的LW仅差1.2 W/m2。

选择表1中7类白天连续覆盖的云系，Aqua过境时刻CRF为121.7 W/m2。陈勇航等(2008)曾用Aqua资料计算了季风区秋、冬季云的CRF分别为－121.0、－75.2 W/m2，年平均为－122.3 W/m2。Su et al.(2008)利用CERES资料和Fu-Liou辐射传输模式计算了亚洲云CRF为－150.5 W/m2。Huang et al.(2006)用相同的资料计算得到东亚中纬度地区CRF为－147.2 W/m2，贾璇等(2010)通过个例计算得到华北地区CRF在－123.6～－157.6 W/m2。寿县CRF与陈勇航等(2008)计算的季风区年均值接近，均比Su et al.(2008)、Huang et al.(2006)、贾璇等(2010)计算的结果小。尽管本文选取的云系都是全白天覆盖的资料，避免了因云体不连续计算带来的误差，但寿县的云辐射强迫值与以上研究结果相比仍偏小，可能的原因之一:寿县近地面空气湿度相对较大，对短波辐射有较大影响，如对所有无云日短波辐射求平均，得到日均值为318.3 W/m2，比背景日低41.2 W/m2，散射辐射比最高可达到70.7%，平均为39.7%，是背景日的2.3倍;原因之二:卫星从上向下的观测方式，使得辐射资料与地面观测有偏差，且卫星资料取某一云量域值(85%)下的区域网格平均值，这种计算过程本身就会带来一定误差，从以上研究结果对比可见，地面观测与卫星资料估计的云辐射强迫值相差－1.9～36.9 W/m2，云辐射特性研究中加强地面遥感观测是必要的。

3 结论

1)寿县秋末冬初云出现频率较高，占全部观测日的76.3%，覆盖时间较长，54.0%的观测时间有云覆盖，厚度大于2 km的云系发生频率占全部云系的62.2%。低、中、高云相比，高云出现概率最大为30.9%，另外还有12.4%的深厚云系跨越低、中、高三个高度，常伴随有降水发生，天气系统对寿县云系的形成有重要影响。全部降水性云中，中云降水频率高达67.7%，低云仅占12.9%;另外，降水发生在下午的频率达47.8%，寿县地面高浓度的气溶胶通过局地对流输送，可能影响低、中云降水机制。

2)观测期间，云和气溶胶减少近30%的短波辐射，全部有云日辐射强迫日均值为－91.5 W/m2，气溶胶辐射强迫值是云辐射强迫值的27.2%，云是影响寿县地面辐射的主要因素。降水性云、2～4 km的高云、大于4km的低云、大于4 km的中云、大于4 km的高云、小于2 km的低云、小于2 km的高云对地面辐射强迫的影响依次减小，辐射强迫日均值介于－32.9～－201.9 W/m2之间。

3)寿县云辐射强迫与MODIS产品估计结果有较大差异，此差异可达－1.9～－36.9 W/m2。

致谢:本研究内容在美国北大可他大学董希泉教授协助下完成，在此表示感谢。研究资料来自美国能源部实施的国际大气辐射测量计划ARM科学、生态环境研究、气候环境科学办公室。

陈勇航，白鸿涛，黄建平，等.2008.西北典型地域云对地气系统地辐射强迫研究［J］.中国环境科学，28(2):97-101.

邓涛，张镭，陈敏，等.2010.高云和气溶胶辐射效应对边界层的影响［J］.大气科学，34(5):979-987.

贾璇，王文彩，陈勇航，等.2010.华北地区沙尘气溶胶对云辐射强迫的影响［J］.中国环境科学，30(8):1009-1014.

雷恒池，洪延超，赵震，等.2008.近年来云降水物理和人工影响天气研究进展［J］.大气科学，32(4):967-974.

廖国男(Liou K N).2004.大气辐射导论［M］.郭彩丽，周诗健，译.北京:气象出版社:492-497.

石广玉，王标，张华，等.2008.大气气溶胶的辐射和气候效应［J］.大气科学，32(4):826-840.

魏重，林海，忻妙新.1985.毫米波气象雷达的测云能力［J］.气象学报，43(3):378-383.

仲凌志，刘黎平，葛润生.2009.毫米波测云雷达的特点及其研究现状与展望［J］.地球科学进展，24(4):383-391.

Bing L，Patrick M，Fan T F，et al.2010.Radiation characteristics of low and high clouds in different oceanic regions observed by CERES and MODIS［J］.Int J Remote Sens，31(24):6473-6492.

Chen Qian，Yin Yan，Jin Lianji，et al.2011.The effect of aerosol layers on convective cloud microphysics and precipitation［J］.Atmos Res，101:327-340.

Chen T，Rossow W B，Zhang Y.2000.Radiative effects of cloud-type variations［J］.J Climate，13:264-286.

Dong X，Xi B，Minnis P.2006.A climatology of midlatitude continental clouds from ARM SGP site.Part II:Cloud fraction and surface radiative forcing［J］.J Climate，19:1765-1783.

Dong X，Xi B，Crosby K，et al.2010.A 10-yr Climatology of Arctic cloud properties and surface radiation budget derived from groundbased observations at the ARM NSA site and NOAA barrow observatory［J］.JGeophysRes，115，D17212.doi:10.1029/2009JD013489.

Hartmann D L，Ockert-bell M E，Michelsen M L.1992.The effect of cloud type on Earth's energy balance:Global analysis［J］.J Climate，5:1281-1304.

Huang J P，Wang Y，Wang T，et al.2006.Dusty cloud radiative derived from satellite data for middle latitude regions of East Asia［J］.Progress in Natural Science，16(10):1084-1089.

IPCC.2001.The scientific basis，contribution of working group I to the third assessment report of intergovermental panel on climate change［M］∥Climate change.Cambridge:Cambridge University Press.

IPCC.2007.The physical science basis，contribution of working group I to the fourth assessment report of IPCC［M］∥Climate change.Cambridge:Cambridge University Press.

Koren I，Kaufman Y J，Remer L A，et al.2004.Measurement of the effect of Amazon smoke on inhibition of cloud formation［J］.Science，303(5662):1342.

Li Z，Xia X，Cribb M，et al.2007.Aerosol optical properties and its radiative effects in Northern China［J］.J Geophys Res，112，D22S01.doi:10.1029/2006JD007382.

Li Z.2008.ARM mobile facility deployment in China 2008(AMF-China):Science plan［R］.US Department of Energy DOE/SCARM-0802.

Lohmann U，Feichter J.2005.Gloabal indirect aerosol effects:A review［J］.Atmos Chem Phys，5:715-737.

Moran K P，Martner B E，Post M J，et al.1998.An unattended cloud profiling radar for use in climate research［J］.Bull Amer Meteor Soc，79:443-455.

Qian Y，Kaiser D，Leung L R，et al.2006.More frequent cloud-free sky and less surface solar radiation in China from 1955 to 2000［J］.Geophs Res Lett，33，L01812.doi:10.1029/2005GL024586.

Qiu Y，Xi B，Dong X.2010.Comparison of CERES-MODIS and Cloud-Sat/CALIPSO cloud properties with DOE ARM AMF measurements at Shouxian，China［C］.San Francisco:AGU fall 2010 Meeting.

Rosenfeld D，Rudich Y，Lahav R.2001.Desert dust suppressing precipitation-a possible desertification feedback loop［J］.Proceedings of the National Academy of Sciences，98:5975-5980.

Rotstayn L D，Penner J E.2001.Indirect aerosol forcing，quasi forcing，and climate response［J］.J Climate，14:2960-2975.

Su J，Huang J，Fu Q，et al.2008.Estimation of Asian dust aerosol effect on cloud radiation forcing using Fu-Liou radiative model and CERES measurements［J］.Atmos Chem Phys，8(10):2763-2771.

Wielicki B A，Cess R D，King M D，et al.1995.Mission to planet earth:Role of clouds and radiation in climate［J］.Bull Amer Meteor Soc，76:2125-2153.

Cloud property analysis by using DOE AMF measurements in Shouxian of China

QIU Yu-jun1，YANG Hui-wen2，NI Ting2，FANG Kai2，WANG Cai-jun2

(1.School of Atmospheric Physics，NUIST，Nanjing 210044，China;2.Shouxian Meteorological Bureau of Anhui，Shouxian 232200，China)

Cloud is critical in understanding the current climate and it plays an important role in simulating potential climate change.The U.S.Department of Energy(DOE)atmospheric radiation measurement(ARM)AMF explored field campaigns that took place in Shouxian in the east of China for the first time in 2008.Based on the observational data，the study presents some preliminary results like cloud height and cloud thickness as well as cloud's radiative features in Shouxian during late autumn and early winter.It was found that the occurrence of clouds took 76.3%of the observational days and 54.0%of the observational time.Middle cloud(M)and high cloud(H)occupied 76.7%of all the clouds.The weather system is the dominant modulator in cloud formation in Shouxian.In addition，there were more middle clouds(M)transforming into precipitation cloud(P)than low(L)and high cloud(H)，which is about 67.7%.Precipitation occurring in the afternoon took 47.8%of all the precipitation cloud.Aerosol affected the distribution of precipitation cloud obviously.The reduced daily meanshortwave radiation caused by the cloud and aerosol was about－99.1 W/m2with aerosol contributing 25.1%of the value.We quantitatively estimate there are obvious differences in the surface radiation budget caused by the clouds of different heights and thicknesses.P cloud produces the largest cooling effect(－201.9 W/m2)while the thickness of less than 2 km H cloud has the smallest cooling effect(－32.9 W/m2).There are evident differences between ground site observation and MODIS data estimation，whose value could be－1.9—－36.9 W/m2.

cloud radar;cloud height;cloud thickness;shortwave radiation;radiative forcing

P422

A

1674-7097(2012)01-0080-07

2011-09-12;改回日期:2011-11-15

国家高技术研究发展计划项目(2007AA061901);江苏省青蓝工程资助项目;江苏高校优势学科建设工程资助项目

邱玉珺(1975—)，女，甘肃金昌人，博士，高级实验师，研究方向为大气气溶胶、云气候效应，qyj@nuist.edu.cn.

邱玉珺，杨会文，倪婷，等.2012.基于美国AMF寿县观测的云特性研究［J］.大气科学学报，35(1):80-86.

Qiu Yu-jun，Yang Hui-wen，Ni Ting，et al.2012.Cloud property analysis by using DOE AMF measurements in Shouxian of China［J］.Trans Atmos Sci，35(1):80-86.

(责任编辑:刘菲)