春季西南极洲云相态的分布特征及其与南半球环状模的关系

摘要

基于星载激光雷达资料、再分析资料以及云与地球辐射能系统提供的云辐射资料,对2006—2017年春季云相态在西南极洲上空的分布和云相态随南半球环状模(Southern Hemisphere Annual Mode,SAM)指数的年际变化进行研究。研究显示,冰云主要分布于南极大陆2~10 km的高空,而含液水云主要分布于南极冰架或南大洋1~4 km的低空。两种云相态频率受地形抬升和水汽输运影响较大,使其在迎风坡的云相态频率远高于背风坡。利用SAM指数与云相态频率进行回归分析,发现云相态频率的年际变化在水平和垂直方向上表现出了明显的空间分布特征。这些特征是由SAM变化所引起的风场变化所驱动,使风场与水汽的经向输运以阿蒙森低压为中心呈现东-西偶极子分布,并在南极半岛东侧低层大气产生焚风效应。云相态频率随SAM的时空变化使云辐射强迫在年际尺度上也发生了明显的变化,并通过云辐射强迫显著影响着西南极洲的地表能量收支平衡。