近日，中科院合肥研究院安光所大氣光學中心魏合理研究員團隊和安徽理工大學唐超禮教授合作，利用衛星長期觀測數據系統分析了全球卷云反射率的經緯度分布和時空變化特性，相關研究成果發表在Atmosphere期刊上。

　　卷云是由不同形狀、大小各異的冰晶粒子組成的，它屬于高層云，一般位于對流層上部和平流層下部，廣泛分布在高空中，覆蓋了全球四分之一左右的空域。它在水平方向上的分布影響著地氣系統的輻射場，而垂直方向上的信息對氣候的反饋也十分重要。卷云通過反射太陽輻射(反射率效應)、吸收地表和低層大氣的熱輻射以及自身發射的紅外輻射（吸收效應）來調節地球大氣的輻射收支，冷卻或加熱大氣，進而對全球的氣候、區域環境以及生物圈等有著非常重要的影響。

　　卷云對大氣的冷卻作用和卷云反射率密切相關，因此卷云反射率是天氣、氣候和地球能量收支平衡研究中關注的重要參數，系統研究卷云反射率的全球經緯度分布以及長期時空變化特性對進一步認識高空大氣空間環境有著重要意義；對于確定高空大氣的動力學和能量收支以及整個氣候系統變化也具有重要意義。

　　課題組研究人員利用地球觀測系統（EOS）中的TERRA衛星上搭載的中分辨率成像光譜儀（MODIS）所探測的近20年卷云反演數據，系統地分析了全球卷云反射率的全球分布和時空變化特性。數據分析發現：在中、低緯度地區，卷云反射率的全球分布并不是關于赤道對稱的，而是向北偏移約5度，從對稱軸到±60°緯度，卷云的反射率隨緯度先減小后增大，但在同一緯度地區，卷云反射率隨經度的變化是不同的，在中緯度地區，卷云反射率在北半球隨經度變化明顯，而在南半球隨經度變化平緩。在高緯度地區，南半球卷云反射率隨緯度的升高而增大，北半球卷云反射率隨緯度的升高而減小，并且南半球的卷云反射率隨緯度變化比北半球快，南極圈附近的卷云反射率遠大于北極圈附近的卷云反射率。

　　同時，研究人員也發現卷云反射率呈現季節性變化規律：在中高緯度地區，南半球和北半球的卷云反射率在冬季達到最大值，夏季達到最小值，在北半球，卷云反射率隨緯度的變化比較緩慢。整體而言，全球卷云反射率近20年的長期變化趨勢是呈小幅下降趨勢。

　　此研究利用衛星長期觀測數據獲得了全球高空卷云反射率全球經緯度分布規律和長期時空變化特性。目前我們正在利用數據對全球卷云的覆蓋比、光學特性的時空分布變化進行分析，可以預見，卷云的研究工作將為全球氣候的長期變化規律分析，建立和驗證全球高空大氣模式等工作提供重要參考。

　　該論文第一作者是安徽光機所的趙鳳美博士生，共同通訊作者依次為安徽理工大學的唐超禮教授和安徽光機所的戴聰明副研究員，研究工作得到了國家高技術項目和空間天氣學國家重點實驗室開放課題基金支持。

　　全文鏈接：https://www.mdpi.com/2073-4433/11/2/219 

圖1：（左）卷云反射率的全球緯度分布；     （右）卷云反射率的全球經緯度分布

　　圖2：（左）卷云反射率在不同緯度帶的長期變化趨勢； （右）全球卷云反射率隨緯度的季節分布