北半球夏季热带和副热带昼间云粒子有效半径廓线特征的分析

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作者 吴振豪 傅云飞 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第5期2031-2044,共14页

云粒子有效半径是云微物理中的重要参数,准确获取云粒子有效半径的分布特征对分析云形成、降水及灾害性天气预报、地气辐射收支等都具有重要意义。利用1998~2012年6~8月(夏季)热带测雨卫星(Tropical Rain Measuring Mission,简称TRMM)... 云粒子有效半径是云微物理中的重要参数,准确获取云粒子有效半径的分布特征对分析云形成、降水及灾害性天气预报、地气辐射收支等都具有重要意义。利用1998~2012年6~8月(夏季)热带测雨卫星(Tropical Rain Measuring Mission,简称TRMM)搭载的可见光/红外扫描仪(Visible and Infrared Scanner,简称VIRS)的探测资料,分析了夏季热带和副热带地区云粒子有效半径的空间分布和廓线特征。结果表明云粒子有效半径在空间上分布不均匀,粒子尺度分布在5~30μm之间,局部尺度可达30μm以上,并且洋面的云粒子有效半径相比陆面的云粒子有效半径更大;标准差多分布在2~10μm之间,但局部可达10μm以上。不同区域的云粒子有效半径垂直廓线分布表明,随着亮温的降低,云粒子有效半径先增后减;对于小的云粒子有效半径,洋面比陆面的云粒子有效半径廓线大,且北半球副热带比南半球副热带的云粒子有效半径廓线大;对于大的云粒子有效半径,各区域间的云粒子有效半径廓线差异较小;云粒子有效半径标准差廓线分析表明,小粒子、适中粒子和大粒子的标准差大值分别位于冰云、混合云和水云区。本研究结果为模式模拟热带和副热带区域云中粒子有效半径分布特征提供了观测依据。 展开更多

关键词 云粒子有效半径 垂直廓线 热带测雨卫星(TRMM) 可见光/红外扫描仪(VIRS) 云参数

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基于CERES资料的中国西南地区云水含量和粒子有效半径分布及变化特征 被引量：4

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作者 林丹 王维佳 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2019年第3期383-395,共13页

利用NASA/CERES发布的2001~2015年云参数资料,选取高层云、雨层云、层积云的云水含量和云粒子有效半径,统计分析了西南地区云参数的时空分布特征和变化趋势。结果表明:从年均空间分布来看,西南地区液水和冰水含量均东部高于西部,海拔低... 利用NASA/CERES发布的2001~2015年云参数资料,选取高层云、雨层云、层积云的云水含量和云粒子有效半径,统计分析了西南地区云参数的时空分布特征和变化趋势。结果表明:从年均空间分布来看,西南地区液水和冰水含量均东部高于西部,海拔低的地区高于海拔高的地区;高层云和雨层云液相和冰相云粒子有效半径在川西高原最大。从数值大小来看,雨层云液水和冰水含量最多,分别介于90~230 g/m^2和100~300 g/m^2,层积云最少,分别介于0~80 g/m^2和0~60 g/m^2;冰相云粒子有效半径高于液相2~6 μm。从季节分布来看,雨层云液水和冰水含量秋季和冬季偏高,夏季和春季偏少,高层云和层积云季节差异较小;液相云粒子有效半径均夏季最大。从变化趋势来看,西南地区各地液水和冰水含量均呈减少趋势,液相和冰相云粒子有效半径有呈减少或增加趋势。 展开更多

关键词 云水含量 粒子有效半径 云类型

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利用MODIS数据反演多层云光学厚度和有效粒子半径 被引量：19

3

作者 叶晶 李万彪 严卫 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期613-622,共10页

利用卫星资料反演云微物理参数不仅有助于对天气变化的监测和预报,而且对人工影响天气的研究十分有益。目前卫星反演云微物理参数的算法一般是假设视场中只有一层云,但是实际环境中多层云出现很频繁。文中研究了多层云的光学厚度和有效... 利用卫星资料反演云微物理参数不仅有助于对天气变化的监测和预报,而且对人工影响天气的研究十分有益。目前卫星反演云微物理参数的算法一般是假设视场中只有一层云,但是实际环境中多层云出现很频繁。文中研究了多层云的光学厚度和有效粒子半径微物理参数的反演算法,主要针对薄的冰云覆盖在低层水云的多层云情形。算法利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)吸收通道和非吸收通道同时进行反演,在此基础上利用SBDART辐射传输模式模拟冰云覆盖在低层水云上的多层云对云微物理参数反演的影响,模拟表明反演时将多层云作为单层云处理会使反演结果产生较大误差。为此,文中提出了云光学厚度和有效粒子半径反演算法中要考虑多层云的因素,并设计了一套云光学厚度和有效粒子半径反演方案。该方案使用SBDART辐射传输模式建立不同观测几何条件、下垫面类型、大气环境等条件下以光学厚度和有效粒子半径为函数变量的多层云、水云和冰云辐射查找表。经过云检测、云相态识别和多层云检测后,在该查找表的基础上,对MODIS通道1和通道7的数据采用最小方差拟合法反演光学厚度、有效粒子半径。利用该方案对2006年7月12日TERRA卫星MODIS数据进行反演试验,反演结果与NASA发布的MOD06产品中云的光学厚度和有效粒子半径的结果较一致,表明方案具有合理性。 展开更多

关键词 SBDART 多层云 光学厚度 有效粒子半径

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FY-3A三个通道资料反演水云有效粒子半径的研究 被引量：3

4

作者 陈英英 熊守权 +2 位作者 周毓荃 朱冰 毛节泰 《气象》 CSCD 北大核心 2013年第4期478-485,共8页

基于水汽吸收波段云的反射率主要依赖于云粒子大小的原理,利用SBDART辐射传输模式和FY-3A极轨气象卫星可见光红外扫描辐射计(VIRR)的通道3(3.7μm)、中分辨率光谱成像仪(MERSI)的通道6(1.64μm)和通道7(2.13μm)所提供的探测数据进行了... 基于水汽吸收波段云的反射率主要依赖于云粒子大小的原理,利用SBDART辐射传输模式和FY-3A极轨气象卫星可见光红外扫描辐射计(VIRR)的通道3(3.7μm)、中分辨率光谱成像仪(MERSI)的通道6(1.64μm)和通道7(2.13μm)所提供的探测数据进行了水云有效粒子半径的反演和比较。发现,1.64、2.13和3.7μm三个通道均能定最反演有效粒子半径的大小,其中1.64和2.13μm通道对大粒子的敏感性较高,3.7μm通道在光学厚度较小时敏感性好。三个通道的有效粒子半径反演产品与MODIS有效粒子半径产品具有较好的相关性。 展开更多

关键词 风云三号A星 反射率 有效粒子半径 污染 MODIS

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冰云粒子微物理属性在一次强降雨过程中的垂直分布 被引量：15

5

作者 邓军英 丁明月 +6 位作者 王文彩 光莹 陈勇航 辛渝 崔彩霞 丁逸洲 朱曦 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2016年第3期590-599,共10页

采用美国宇航局NASA的Cloud Sat卫星资料2B-CWC-RVOD和2B-CLDCLASS,并结合CERES Aqua MODIS Edition 3A资料,分析了一次降水过程中云类型和云中冰粒子微物理属性的垂直分布特征,探讨其与降雨量大小的关系。结果表明：冰云分布在2-11 km... 采用美国宇航局NASA的Cloud Sat卫星资料2B-CWC-RVOD和2B-CLDCLASS,并结合CERES Aqua MODIS Edition 3A资料,分析了一次降水过程中云类型和云中冰粒子微物理属性的垂直分布特征,探讨其与降雨量大小的关系。结果表明：冰云分布在2-11 km,越小的云参量值的出现频率越大。冰粒子有效半径在垂直高度上的分布存在明显的分层现象,且随着高度的升高呈变小的趋势。半径〉150μm的粒子集中在2-4 km;半径在100-150μm的粒子85.6%分布在2-6km;而半径〈50μm的粒子在整个云层均有分布,且分布比例随云层的升高而增大。冰水含量在垂直高度上呈近似正态分布,高值分布在云层中部6-7 km,且正在降雨地区云的冰水含量和柱含量值比非降雨区大。冰粒子数浓度随云层高度的上升呈增大的趋势。 展开更多

关键词 CLOUDSAT AQUA 降水云 冰粒子有效半径

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中国地区夏季云粒子尺寸的时空分布特征 被引量：12

6

作者 杨大生 王普才 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2012年第4期433-443,共11页

利用CloudSat卫星资料,分析了2006～2008年中国地区夏季月平均云粒子有效半径的垂直和区域变化特征。结果显示,水云粒子有效半径在对流层低层达到最大,并随高度增加而减小。30°N纬度带的水云相对以南及以北纬度带的粒子有效半径偏... 利用CloudSat卫星资料,分析了2006～2008年中国地区夏季月平均云粒子有效半径的垂直和区域变化特征。结果显示,水云粒子有效半径在对流层低层达到最大,并随高度增加而减小。30°N纬度带的水云相对以南及以北纬度带的粒子有效半径偏大。6月水云粒子有效半径较大,应与梅雨季节有密切联系。对于中国北部和中部,水云粒子有效半径在西部较东部偏大,而在南部地区,东西部差异不明显。不同纬度带上的冰云粒子有效半径相类似,在冰云下边界最大,随高度增加而减小。水云和冰云的云粒子尺度的年际变化不明显。对上述特征的成因分析表明,高原地形以及东亚夏季风对月平均云粒子有效半径具有明显影响。所揭示的云粒子有效半径特征为天气和气候模式改进、人工影响天气及云—辐射—气候相互作用等研究提供了重要的基础信息。 展开更多

关键词 云粒子有效半径 垂直分布 区域分布

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重庆一次超级单体风暴的综合分析 被引量：20

7

作者 廖向花 周毓荃 +1 位作者 唐余学 李轲 《高原气象》 CSCD 北大核心 2010年第6期1556-1564,共9页

利用MICAPS常规天气资料、卫星和多普勒雷达等资料对2008年6月5日发生在重庆的一次超级单体风暴进行了综合分析。结果表明,该超级单体是在典型的＂上层干冷、下层暖湿＂的大气垂直结构下产生的,产生风雹的区域正好位于低空急流出口区及... 利用MICAPS常规天气资料、卫星和多普勒雷达等资料对2008年6月5日发生在重庆的一次超级单体风暴进行了综合分析。结果表明,该超级单体是在典型的＂上层干冷、下层暖湿＂的大气垂直结构下产生的,产生风雹的区域正好位于低空急流出口区及中低层风速辐合区;多普勒雷达观测表现为典型钩状回波、低层有界弱回波区和＂穹隆＂、中气旋、阵风锋等超级单体特征;垂直累积液态水（VIL）的突然跃增比冰雹降落时间提前2~3个体扫,对冰雹预报具有一定的指示意义;卫星反演的云粒子有效半径的大值区与冰雹落区较为一致;云中粒子半径〉36μm的粒子越多,所占比重越大,降雹的可能性就越大。 展开更多

关键词 重庆 冰雹 超级单体 中气旋 阵风锋 VIL跃增 云粒子有效半径

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FY-2C静止气象卫星红外通道辐射特性研究 被引量：9

8

作者 刘香娥 王广河 《气象》 CSCD 北大核心 2010年第2期39-47,共9页

FY-2C静止气象卫星中红外通道(3.5～4.0μm)比较特殊,在该通道,地球长波辐射和太阳短波入射辐射的强度基本相同,因此在应用时需要同时考虑大气的散射和热发射两种过程。作者对这两种过程进行了分析,用SBDART辐射传输模式模拟计算了FY-2... FY-2C静止气象卫星中红外通道(3.5～4.0μm)比较特殊,在该通道,地球长波辐射和太阳短波入射辐射的强度基本相同,因此在应用时需要同时考虑大气的散射和热发射两种过程。作者对这两种过程进行了分析,用SBDART辐射传输模式模拟计算了FY-2C中红外通道接收的总辐射、热辐射及散射辐射,分析了它们的特性及对云滴粒子有效半径的敏感性,并提出从该通道接收总辐射中扣除地面及云热辐射贡献项的经验关系式。 展开更多

关键词 中红外通道 云粒子有效半径 辐射传输模式 经验关系式

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基于卫星资料的青藏高原卷云特性研究 被引量：9

9

作者 薛小宁 邓小波 刘贵华 《高原气象》 CSCD 北大核心 2018年第2期505-513,共9页

青藏高原(下称高原)地区是中国气候的敏感区,为准确认识其上空的卷云特征,利用MODIS的M YD06二级云产品数据,对高原地区卷云的概率分布、云顶高度、粒子有效半径以及光学厚度进行了统计分析。结果表明:(1)卷云在3月和4月出现概率最高,10... 青藏高原(下称高原)地区是中国气候的敏感区,为准确认识其上空的卷云特征,利用MODIS的M YD06二级云产品数据,对高原地区卷云的概率分布、云顶高度、粒子有效半径以及光学厚度进行了统计分析。结果表明:(1)卷云在3月和4月出现概率最高,10 12月出现概率最低。在全年中,卷云概率分布为双峰型,1 4月为一个高峰期,7 8月为另一个高峰期;两个低值期出现在5 6月和912月。(2)6月和10月卷云云顶高度的概率分布会产生显著的变化。卷云云顶高度平均最大值出现在7 8月,最小值出现在1 2月。(3)卷云的粒子有效半径主要分布在5~40μm之间,15~25μm间概率最大。卷云粒子尺度平均最大值出现在8 9月,最小值出现在12月至次年2月。(4)卷云的光学厚度主要分布在0~40之间,0~10间概率最大。卷云光学厚度最大值出现在8 9月,最小值出现在12月至次年2月。 展开更多

关键词 卷云 云顶高度 粒子有效半径 光学厚度 概率分布

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利用MODIS云产品对安徽不同地区云特性的研究 被引量：1

10

作者 曹亚楠 周述学 +1 位作者 袁野 吴林林 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2020年第1期53-63,共11页

针对不同区域云特性的差异,利用2006—2015年MODIS云产品MYD06_L2,对安徽淮北和江淮地区云相态、云粒子有效半径、云光学厚度和云顶高度发生概率进行统计分析,并对两地区云特性进行对比研究。研究表明,两地区夏季水云发生概率>冰云&... 针对不同区域云特性的差异,利用2006—2015年MODIS云产品MYD06_L2,对安徽淮北和江淮地区云相态、云粒子有效半径、云光学厚度和云顶高度发生概率进行统计分析,并对两地区云特性进行对比研究。研究表明,两地区夏季水云发生概率>冰云>晴空>混合相云,秋冬季则水云>晴空>冰云>混合相云。夏季两地区水云粒子有效半径相当,在14μm左右。淮北地区四季冰云粒子有效半径略高,夏季年际变化小,两地区逐年在24μm左右。春冬季江淮地区云光学厚度相对淮北地区较高。夏季冰云和混合相云云顶高度相对较高。研究结果为安徽省不同地区合理科学的规划和开展人工增雨作业提供了一定的理论依据。 展开更多

关键词 云相态 云粒子有效半径 云光学厚度 云顶高度 江淮地区 淮北地区

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云的垂直非均一性对卫星3.7μm通道反射率的影响

11

作者 刘浩 周毓荃 《气象》 CSCD 北大核心 2013年第1期80-87,共8页

卫星3.7μm通道被广泛用于反演云粒子有效半径。为了解云的垂直非均一性对该通道反射率的影响,作者基于SBDART辐射传输模式,分别计算了有效粒子半径垂直连续变化分布下和垂直分层均一分布下的3.7μm反射率。结果表明对于有效粒子半径垂... 卫星3.7μm通道被广泛用于反演云粒子有效半径。为了解云的垂直非均一性对该通道反射率的影响,作者基于SBDART辐射传输模式,分别计算了有效粒子半径垂直连续变化分布下和垂直分层均一分布下的3.7μm反射率。结果表明对于有效粒子半径垂直连续变化分布的云,当云比较薄(光学厚度小于10)时,如果把有效粒子半径垂直非均一的云当作垂直均一的云进行反演,会出现一定的误差,该误差随着光学厚度的增大而减小。当云足够厚(光学厚度大于10)时,该误差小于10%,可以认为此处云粒子垂直结构的变化对3.7μm通道反射率没有影响。对于有效粒子半径垂直分层均一分布的云,当光学厚度比较大时,只有靠近云顶的"浅层"(即有效辐射层,其光学厚度约为3～10)的云参数变化才能对3.7μm反射率产生影响。有效辐射层的光学厚度与云上层有效粒子半径、太阳天顶角和卫星天顶角等因素呈反相关,与相对方位角无无明显的联系。 展开更多

关键词 3 7μm通道反射率 粒子有效半径 辐射传输模式 有效辐射层 非均一性

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基于MODIS产品的中国陆地冰云季节变化特征 被引量：10

12

作者 李特 郑有飞 +1 位作者 王立稳 林彤 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期724-736,共13页

利用2011年11月-2016年10月Terra卫星MODIS(moderate-resolution imaging spectroradiometer)3级大气产品数据(MOD08_M3)对中国陆地区域冰云发生概率、有效粒子半径、光学厚度和冰水路径的水平分布与季节变化进行分析。结果表明:冰云特... 利用2011年11月-2016年10月Terra卫星MODIS(moderate-resolution imaging spectroradiometer)3级大气产品数据(MOD08_M3)对中国陆地区域冰云发生概率、有效粒子半径、光学厚度和冰水路径的水平分布与季节变化进行分析。结果表明:冰云特性的水平分布和季节变化特征与东亚季风和强对流天气的发生存在一定联系。近5年冰云发生概率呈上升趋势,季节性变化规律明显,高值区出现在青藏高原东北部;冰云有效粒子水平分布呈现由西南向东北逐渐增加的趋势,总体季节性变化特点不明显,但在纬度较高地区出现随季节变化特征;冰云光学厚度与冰水路径水平分布和季节变化趋势大致相同,呈东南向西北递减趋势,总体季节性变化明显。 展开更多

关键词 冰云 发生概率 有效粒子半径 冰水路径 光学厚度

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基于DARDAR数据的中国地区不同光学厚度下冰云特性分析 被引量：3

13

作者 陈纹锋 郑有飞 +2 位作者 王立稳 郑倩 林彤 《高原气象》 CSCD 北大核心 2019年第6期1309-1319,共11页

利用CALIPSO和Cloud Sat协同反演产品DARDAR四年数据,分析了中国地区各种光学厚度冰云的发生概率,水平和垂直方向的分布规律,季节变化及微物理特性差异。结果表明:我国冰云特性不仅有明显区域和季节变化特征,还与不同光学厚度所定义的... 利用CALIPSO和Cloud Sat协同反演产品DARDAR四年数据,分析了中国地区各种光学厚度冰云的发生概率,水平和垂直方向的分布规律,季节变化及微物理特性差异。结果表明:我国冰云特性不仅有明显区域和季节变化特征,还与不同光学厚度所定义的冰云类型有关。中国区域主要发生薄冰云(0.03<τ<0. 3)和不透明冰云(0. 3<τ<3)较多,发生率高值区均在青藏高原地区。除不可见冰云(τ<0. 03)外,其余类型冰云的主要发生高度会随着光学厚度的增加而降低。不同类型冰云的季节变化并不明显,但是夏季更容易出现有利于光学较厚(τ>3)冰云发生的条件。微物理特性方面,冰水含量明显随冰云类型的变化而变化,而冰云有效粒子半径与高度的关系比与光学厚度的关系更为密切。全国冰云特征的平均数值并不能代表区域内的冰云特性,由光学厚度定义的不同种类冰云的具体分析极为重要。 展开更多

关键词 冰云发生概率 冰云类型 光学厚度 冰水含量 有效粒子半径

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基于卫星资料的气溶胶对冰云影响及分布特征分析 被引量：1

14

作者 范学伟 郑有飞 王立稳 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2021年第2期484-493,共10页

通过利用2010年1月—2016年12月CALIOP(the Cloud-aerosol lidar with orthogonal polariz⁃ation)冰云和气溶胶3级月平均产品和MODIS(Moderate-resolution imaging spectroradiometer)大气3级日平均产品研究气溶胶和冰云空间分布特征及... 通过利用2010年1月—2016年12月CALIOP(the Cloud-aerosol lidar with orthogonal polariz⁃ation)冰云和气溶胶3级月平均产品和MODIS(Moderate-resolution imaging spectroradiometer)大气3级日平均产品研究气溶胶和冰云空间分布特征及气溶胶对冰云的影响。结果表明:纬度与冰云的分布密切相关,在热带附近的高空区域冰云样本数存在极大值区,随着纬度增加,冰云样本数的最大值和大值区所处的高度也在逐渐减小,且南北半球存在差异;气溶胶在地面附近以赤道为对称的低纬度地区存在极大值,北半球气溶胶能发展到5 km左右,而南半球在3 km左右;气溶胶与冰云随时间变化趋势较为一致,冰水含量和冰云粒子半径随时间变化存在相反的关系,气溶胶与冰水含量和冰云粒子半径的变化在时间上没有较好对应;清洁区域由于海盐粒子作用表现出较大的气溶胶光学厚度,但这不影响清洁区具有较小的冰云光学厚度;气溶胶促进了0℃~-10℃和-20℃~-40℃之间的冰云形成;随着温度降低,云中冰水含量减小,冰云粒子半径增大,在污染区域,冰水含量相对于清洁区域更小,冰云粒子半径也小于清洁区域。 展开更多

关键词 冰云 气溶胶 卫星资料 冰水含量 有效粒子半径

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基于不同被动传感器的中国区域冰云特性对比评估 被引量：1

15

作者 杜傢义 郑有飞 +2 位作者 王立稳 李特 郑倩 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第16期33-43,共11页

为了对比中国区域不同被动传感器冰云资料差异及原因,评估并找出与冰云实际特征更加接近的被动产品,使用2013年1月~2015年12月中分辨率成像光谱仪(MODIS)、大气红外探测仪(AIRS)、大气红外/先进微波探测(AIRS/AMSU-A)被动传感器三级产品... 为了对比中国区域不同被动传感器冰云资料差异及原因,评估并找出与冰云实际特征更加接近的被动产品,使用2013年1月~2015年12月中分辨率成像光谱仪(MODIS)、大气红外探测仪(AIRS)、大气红外/先进微波探测(AIRS/AMSU-A)被动传感器三级产品,以雷达/激光雷达探测(DARDAR)资料为参照,对比分析了冰云发生概率、光学厚度及有效粒子半径的水平分布特征、小尺度数值大小、3年年季变化情况。结果表明:中国区域冰云发生概率总体水平分布MODIS更接近于DARDAR资料,但中国南部、西南、东北、华中等不同小尺度区域的数值分析AIRS和AIRS/AMSU-A相近,效果均比MODIS更佳;冰云光学厚度AIRS/AMSU-A对数值大小的反演和全中国整体变化规律均与DARDAR资料相近;中国及周边区域冰云有效粒子半径的大范围总体水平分布AIRS被动传感器更接近DARDAR资料,对于不同尺度的数值研究,中高纬度小区域宜选择MODIS,低纬度AIRS更接近DARDAR资料;无论冰云发生概率、光学厚度还是冰粒半径,MODIS被动传感器均能更为准确地描述3年年季变化。 展开更多

关键词 冰云 发生概率 光学厚度 有效粒子半径 被动传感器

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