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气溶胶-云-辐射相互作用是气候变化研究中最不确定的因素。这也是当前大气科学研究的重点和难点之一。利用机载PMS(ParticleMeasuringSystem)粒子探测系统探测是研究云物理学和大气气溶胶与云相互作用的重要途径。本文利用PMS资料分析了90s河北、日本APEX计划(00~03年)和青海(01、04年)的云微物理特征以及气溶胶分布情况,获得以下结论:
对于不同地区的比较分析表明:90s初河北和青海的云滴数浓度、液态含水量云滴尺度都小与日本APEX计划探测结果。而青海与河北的层状云微物理特性存在的差异较小。随着高度的增加,大部分层状云的云滴数浓度略微减少,液态含水量和有效半径增加。中国北方层状云各微物理特征值为:云滴数浓度10~200cm-3,液态含水量0.01~0.1gm-3,平均半径3.5~7.5μm。气溶胶浓度90s初河北最高,约为3.5×104cm-3,而青海和日本APEX计划的结果相当约为300cm-3。
对于谱分布的研究表明:在90s初河北和日本APEX计划的探测中云滴谱分布存在单峰和双峰两种形式,而青海以单峰分布为主。在云滴谱为单峰分布时,利用对数正态函数和赫尔基安—马津公式拟合都能够较好的与实测相吻合,而对于存在双峰的云滴谱拟合的效果都不好。同一地区同一云状的不同时间的拟合参数有很大的变化。在层状云和积云中都存在随着高度增加云滴谱向着大滴端平移或者小滴减少而大滴增加使滴谱拓宽的现象。青海的气溶胶粒子谱比日本APEX计划的探测更宽,这说明内陆地区的气溶胶粒子大于海洋性气溶胶粒子。对云滴谱相对散度的分析表明,大部分的相对散度探测值在0.3~0.6之间。相对散度ε的大小会随着云滴数浓度Nc的增加而逐渐收敛,最后收敛到0.4附近。
通过对日本APEX计划的统计分析发现,东海海洋性CCN的浓度水平为:过饱和度在0.3%时200~500cm-3,过饱和度在0.1%时10~80cm-3。对于CCN的垂直分布情况,在1km以下,浓度水平很不均匀随高度增加而减少,而在2km以上浓度保持均一。最后利用日本APEX计划数据对比分析了清洁和污染条件下的两次个例发现,气溶胶的增加使得云滴数浓度增大,而有效半径减小。