利用2003—2016年的CERES SSF(Clouds and the Earth’s Radiant Energy System Single Scanner Foorprint)数据,对东亚不同区域的单层卷云物理特性进行研究。结果表明:(1)单层卷云量在东亚地区为25%~46%,低值区主要分布在青藏高原和云贵高原。单层卷云云厚多为1.2~2.4 km,除南部地区外,东亚其他区域的单层卷云在冬季较厚。(2)东亚地区单层卷云冰粒子等效半径范围集中在22~32μm,东部海域年平均值在14 a中均为最大。冰水柱含量范围集中在12~30 g/m^(2),西部地区为主要高值区,14 a的年平均值均>24 g/m^(2)。(3)单层卷云光学厚度的高值区(1.7~2.1)分布在青藏高原及其附近,低值多出现在西太平洋上空。东亚5个子区域的云光学厚度均在春季较大。
采用NASA地球观测系统(EOS)"云与地球辐射能量系统(CERES)"2002-12至2007-12的CERES SSF Aqua MODIS Edition 1B/2B/2C云资料,选取新疆阿尔泰山、天山和昆仑山三大山区,通过分析总云量的多年平均空间分布、季节变化以及年变化特征,考察了新疆山区云水资源情况。结果表明,多年平均的阿尔泰山、天山和昆仑山总云量区域平均值为43.47%、44.91%和52.72%,其云水资源有较大开发潜力。其中昆仑山的云资源最丰富,但其自然转化为降水的效率较低,可以通过人工增水提高其转化率。三大山区总云量呈明显的季节变化和年变化,变化规律各有特点。
采用2017年辐射数据,研究新疆11个地面观测站点的太阳总辐射时空分布特征,发现总辐射辐照度日变化呈单峰分布,日照时数夏季最高,约17 h,春秋季次之,分别为14 h、15 h,冬季最小,仅为12 h;季节平均最大值出现在和田站的春季,为589.61 W·m^-2,最小约为102.29 W·m^-2,出现在乌鲁木齐站的冬季。卫星反演辐射空间分布特征显示:春季南疆辐照度明显高于北疆,夏季平均辐照度分布与全年最为相似,冬季次之,秋季南北疆差异不大,季节差异在阿克苏最小。从卫星和地面辐射数据的拟合分析可见,方差分析中南疆F值均较高,最高达6215.53,即晴空条件下,CERES/SSF(Clouds and the Earth’s Radiant Energy System/Single Satellite Footprine)卫星资料在南疆的反演效果优于北疆及吐-哈盆地。
在中尺度数值模式中,选用不同的参数化方案对降水的模拟和预测效果会有很大影响,合理选择参数化方案可以提高预测准确性。为此,本文使用中尺度预报模式WRF 3.8(weather research and forecasting model,WRF)版本,采用3 km和9 km两层嵌套网格,利用ECMWF(European Centre for Medium Range Weather Forecasts)再分析资料作为初始场和边界条件,对新疆地区4次暴雨过程进行模拟,采用TS(threat score)评分评估了Lin方案、WSM6方案、Thompson方案和WDM6方案4种云微物理参数化方案对新疆地区暴雨模拟的适用性。结果表明:Thompson方案在站点降雨量为小雨(0.1~5.0 mm)和中雨(5.1~10.0 mm)的预报模拟中具有优势,其他3种云微物理参数化方案均在不同程度上存在漏报情况,从相关系数上判断,Thompson方案模拟效果略优于其他方案,适用于多小雨、中雨的新疆地区,但4种云微物理参数化方案在大到暴雨降水等级的预报效果都不是很好,这也正是WRF模式在新疆地区需要改进的地方。
