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1、第19卷第2期高原气象Vol.19,No.22000年5月PLATEAUMETEOROLOGYMay2000文章编号1000-0534(2000)02-0150-09利用ERBE资料分析中国地区云辐射强迫的时空变化马晓燕季国良(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃省兰州市730000)摘要利用1985~1988年4年的ERBE资料,分析和揭示了我国大陆地区云辐射强迫变化的一些基本事实。结果发现:云强迫存在很大的区域差异和较强的季节变化,其中川黔地区是全国最大的云强迫负值区,其次是长江中下游地区和华北地区,青藏高原为正、负值的过渡区,高原北侧的西
2、北干旱区冬季为较弱的云强迫正值区。此外,云强迫还具有一定的年际变化。关键词ERBE云辐射强迫中图分类号P422.9文献标识码A1引言近年来,全球气候变化愈来愈受到人们的关心和重视,气候及气候变化问题已日益成为各国科学家研究的重点和热点。众所周知,气候系统的基本能量来自于太阳辐射,地球气候因太阳短波辐射的散射和吸收以及地气系统红外辐射的发射和吸收的变化而变化,如果气候系统处于平衡态,则其吸收的太阳辐射能将与地气系统向外发射的红外辐射能相等,任何能够扰动这种平衡并因此改变气候的因子都被称为辐射强迫因子,它们所产生的对地气系统的强迫称为辐射强迫,主要的
3、辐射强迫因子包括温室气体、冰雪和云。其中云在地球辐射平衡中是一个非常关键的因素,云和辐射在天气和气候以及全球变化中都起着十分重要的作用,气候模式对云辐射过程的描述是极其关键的环节。研究[1,2]表明,不同的大气环流模式(GCMs)的模拟结果之间存在差异的一个很重要的原因,就是因为模式中云对气候的反馈作用(即云辐射强迫)模拟的不一致,显然,我们急需增加对云强迫的了解和认识。我们知道,云在地气系统辐射平衡中具有双重效应,到达大气顶的太阳辐射,一部分被地气系统反射回太空,其中云是主要的反射因子,云的存在使行星反射率较之晴空大大增加了,这是云对地气系统的
4、冷却作用;另外,还有一部分太阳辐射被地气系统所吸收,其中地表在受到太阳辐射加热后,又放出长波辐射,长波收稿日期:1998-12-04;改回日期:1999-01-26本文得到国家重中之重科技项目/我国短期气候预测系统的研究096-908-01-06-4、国家重点基础研究发展规划项目(G1998040803)和中科院青藏高原研究项目(KZ951-A1-204;KZ95T-06)的资助第一作者简介:马晓燕,女,1966年10月出生,在读博士,助理研究员,主要从事大气辐射及气候研究2期马晓燕等:利用ERBE资料分析中国地区云辐射强迫的时空变化151辐射被
5、云天大气所截获,这又是云对地气系统的加热作用(即温室效应)。因此,云对地气系统辐射平衡究竟起着什么样的作用,这是需要我们回答的一个问题。对此已有相当[3]多的研究工作。地球辐射收支实验(ERBE)的进行,为我们提供了多颗卫星同时观测的资料,资料精度大为提高,这为气候研究开辟了新的途径。[4]云辐射强迫的这一概念是Ramanathan等1987年首先提出的。而利用ERBE资料分[5~7]析云强迫的研究工作,在国外也已有不少。这些工作的结论基本一致,即对于全球[6]年平均而言,云强迫是负值,云对于地气系统起着冷却作用。例如Ramanathan利用19
6、85年4月的ERBE资料,分析了全球的短波辐射、长波辐射云强迫,得到的值分别为:-2-2-2[7]-44.5Wm,31.3Wm,那么净辐射强迫值应该是-13.2Wm;Harrison利用1985年4月~1986年1月的ERBE资料,进行了类似的分析,他得到的净辐射云强迫为-14-2~-21Wm,同时由于云的物理过程及时空变化的复杂性,它还具有很强的季节变化和区域变化。从这些研究中我们还可以发现:由于主要的温室气体CO2加倍所造成的辐-2射效应是4Wm,所以净辐射云强迫值的大小约是CO2加倍造成辐射效应的四倍,短波和长波的强迫值大约是其十倍,因此,
7、云辐射强迫值的一个小的变化,都会在气候反馈机制中起重要的作用。可以说,云强迫是气候研究中一个重要参数,对其进行系统的、[8]定量的研究非常必要。就区域而言,王可丽和钟强曾经分析过青藏高原地区云对辐射[9]的影响;赵柏林等也曾利用NOAA卫星资料和地面气象观测资料,讨论了在中国不同地区、不同季节、行星反射率、地气系统射出长波辐射对于云量变化的一些问题。但迄今为止,对于我国的云强迫状况我们仍然较为缺乏深入的了解。因此本工作首先将利用ERBE资料,分析中国地区地气系统云强迫的区域分布特点,了解云强迫的纬向变化以及季节变化和年际变化,最终得到云在中国地区
8、起着怎样的净辐射效应(加热或者冷却)。2资料介绍本文所用的ERBE(EarthRadiationBudgetExperiment)资料来
