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基于星载激光雷达研究海洋副热带层积云反照率的日循环

云反照率,日循环,CATS,CALIPSO,CMIP6,再分析数据

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.13 云物理、气溶胶-云相互作用与极端降水事件

层积云覆盖了地球表面的很大一部分，其云反照率在调节区域辐射收支中起着至关重要的作用。尽管云反照率在观测上表现为入射短波辐射的反射比例，但其本质上是反映云内部特征的固有光学属性。本研究利用激光雷达信号作为夜间云光学特性的代理指标，构建了雷达反照率，为被动遥感的白天反演的提供重要补充。在此框架下，本研究利用云-气溶胶传输系统（CATS）激光雷达长达 33 个月的垂直廓线数据，反演并分析了四个副热带层积云区域的云反照率的日循环。研究发现云反照率具有清晰的日变化模式：日出前达到峰值，午后跌至谷值，并于日落后呈现回升趋势，这一过程主要由云微物理过程驱动。黎明前的强稳定性与气溶胶积聚有助于增强CCN活化，增强了Nd，驱动云反照率到达峰值；日间增强的夹带作用与湍流减弱则分别导致 LWP 损耗与 Nd 下降，造成午后低谷；日落后逆温重建与水汽和气溶胶的持续输送，共同促进了层积云微物理属性的恢复及云反照率的回升。将上述观测特征作为基准与模型对比发现，CMIP6 模式及再分析资料在模拟云反照率日循环时存在明显的系统性偏差，表现为日间值偏低与夜间值偏高，且在谷值出现时间上存在显著的区域性差异。这些发现不仅深化了对层积云日变化规律的认识，也为改进云参数化方案、降低云反馈模拟的不确定性提供了关键的观测约束。